Génération automatique des gammes d'usinage sur tour à commande numérique (1981-1997)

Ce travail s'inscrit dans la démarche de fabrication rapide d'une pièce en tournage 2 axes ou 4 axes, avec des opérations de fraisage sur tour.

La phase automatique : LURPA-TOUR est un logiciel de génération automatique des programmes d'usinage pour tour à commande numérique, pour  une pièce définie par un dessin de phase et par le dessin à l'issue de la phase précédente. La méthode repose sur une gamme enveloppe et la reconnaissance des entités d'usinage. Le logiciel choisit automatiquement les opérations d'usinage, les outils, les conditions des coupe et les trajectoires. Il pilote le moniteur d'effort de coupe et élabore le devis de la pièce.

La gamme automatique : logiciel de génération automatique du processus d'usinage pour un dessin de pièce finie et un brut donnés avec détermination des posages et des dessins de phase.

A voir :
- Projet QUICK GPS System@tic, Astech 2009-2012

Quick GPS : cotation rapide d'une pièce isolée avec les normes ISO GPS (sans chaîne de cotes). (2007-2017)

Quick GPS : logiciel de cotation fonctionnelle dédié aux bureaux d'études de mécanique de précision. Le concepteur décrit les jonctions de la pièce étudiée avec les pièces voisines et les maillons qui relient ces jonctions. La cotation ISO est alors générée automatiquement, avec des tolérances par défaut issues d'une table en fonction de la qualité du mécanisme (sans chaînes de cotes).  

A voir :
- Présentation détaillée du démonstrateur Quick GPS

CLIC : cotation fonctionnelle d'un mécanisme avec les normes ISO GPS avec optimisation des tolérances. (1995-2010)

CLIC est un logiciel de cotation fonctionnelle basé sur cinq étapes :
- Le concepteur définit les jonctions entre les pièces,

- CLIC recherche automatiquement les exigences fonctionnelles internes du mécanisme (montabilité, assemblage des composants, interférences, affleurement)

- Le concepteur ajoute les exigences externes et les autres exigences fonctionnelles.

- Pour chaque exigence, CLIC détermine les spécifications influentes à porter sur les pièces par une méthode itérative. La résultante correspondant à chaque exigence est calculée par la méthode des droites d'analyse. La relation au pire des cas et en probabiliste sont reportées dans une feuille EXCEL.

- CLIC optimise les dimensions nominales des pièces pour maximiser les tolérances avec un critère de maximisation des capabilités.

Autres thèmes de recherche 
- Tolérancement de fabrication, réglage, surveillance et contrôle
- Métrologie dimensionnelle et géométrique

- Fiche d'aide à la cotation par la méthode Quick GPS

- Fiche de lecture des spécifications ISO

Les normes GPS ont fait leur preuve sur les pièces simples, mais les concepts sont difficiles à mettre en oeuvre, en particulier pour spécifier des surfaces complexes, pour exploiter des logiciels de métrologie automatique ou pour faire de l'analyse de tolérance tridimensionnelle avec des mobilités, des réglages et des déformations des pièces. Le langage s'avèrent aujourd'hui limité. Les dernières évolutions ne sont pas suffisamment abouties, les explications pas claires ou incomplètes, voire incohérentes. L'information est dispersée dans de multiples documents.  Les auteurs des normes ont tendance à imposer une surenchères de codages et d'imbrications  pour proposer des palliatifs. Le sens de certains symboles a changé en aboutissant à de possible litiges entre les différents partenaires.

Dans l'état actuel, les dernières normes et les projets en cours sont en partie inapplicables.

Face à ces difficultés, EASY Tolerancing est une nouvelle génération du langage de cotation adaptée à l'ère numérique, plus simple pour les cas simples, plus complet pour les cas complexes.

L'approche fonctionnelle, la simplification du vocabulaire et l'assouplissement de certaines règles facilitent la formation et permettent une meilleure exploitation. EASY Tolerancing reprend ainsi la quasi-totalité du langage graphique de cotation ISO, mais en facilitant l'application sur les cas industriels.

Le principal concept est que le concepteur décrit tous les éléments géométriques dans le modèle nominal numérique (pièce nominale, références, zone partielle, zone de tolérance, plan d'annotation, points de mesure, direction de décalage...). Ce modèle nominal est associé à la pièce réelle par le système de références de la spécification, ce qui permet de vérifier si la surface réelle tolérancée est dans la zone de tolérance.

En complément, de nouveaux symboles plus puissants et de nouvelles définitions plus générales sont proposés pour permettre la lecture d'une spécification indépendamment des autres spécifications et permettre l'intégration de la cotation dans l'environnement numérique en conception, fabrication et métrologie, y compris pour l'analyse de tolérances.

La formation des étudiants et des professionnels a été prévue en regroupant dans la partie "Base" en 32 pages toutes les définitions de nécessaires à la cotation des pièces classiques, avec un langage simplifié. De nombreux exemples complémentaires en annexe A. 

Les compléments pour définir des spécifications complexes (spécifications de lignes, zones de tolérance variables, pièces déformables..) ou des systèmes de références particuliers (zones partielles mobiles, références à distances variables...) sont données dans les parties 3 et 4 et avec des exemples en annexes B et C.

L'annexe D donne les approches de métrologie qui correspondent aux principaux concepts de cotation. L'annexe E regroupe les différentes définitions.

La partie 4 enrichit le langage pour permettre de spécifier des mécanismes en précisant les contraintes des jeux et en appliquant des actions mécaniques.

AVERTISSEMENT : A ce jour, un dessin réalisé avec les nouvelles fonctions de EASY Tolerancing ne peut pas être considéré conforme à l'ISO.

Les documents ci-dessous peuvent être téléchargés librement. Merci de faire figurer le nom de l'auteur en cas d'exploitation ou de diffusion.

Mise à jour le 29 juin 2016

Introduction et sommaire

Spécifications de base                          

Spécifications complémentaires

Références complémentaires

Spécification des mécanismes                    

Principes de métrologie des différentes spécifications

Définitions

Autres documents de réflexions sur des thèmes particuliers

Spécification des surfaces complexes en fabrication additive

Partition et conformité au voisinage des arêtes.

• 1989 : Ghassan Assi. Contribution aux systèmes de manutention des cellules flexibles de production : application d'un nouveau concept « porte-objet » dans le cas du tournage.

• 1992 : Alain Chep. Modèle de représentation et d'utilisation des connaissances nécessaires à la conception d'un processus de fabrication : application à la génération de gammes d'usinage en tournage.

• 1994 : Pascal Mognol. Contribution à la génération automatique de gammes en tournage : génération dirigée par évaluation progressive.

• 2000 : Nabil Anwer. Méthodologie d'analyse de raisonnement pour l'automatisation des gammes d'usinage en fraisage. Contribution à la caractérisation des entités par analyse des contraintes d'usinabilité.

• 2003 : Mohammed Radouani. Contribution à la validation du modèle des chaînes de cotes.

• 2003 : Arnaud Larue. Prise en compte des déformations d'un outil dans le calcul des trajectoires d'usinage en fraisage de profil.

• 2004 : Hédi Mejbri. Contribution au développement d'une méthode de cotation fonctionnelle des mécanismes complexes.

• 2007 : Laurent Tapie. Décomposition topologique optimale des pièces de forme complexe pour la génération de trajectoires UGV.

• 2009 : Badreddine Ayadi. Simulation et quantification tridimensionnelle des défauts générés par processus de fabrication.

• 2009 : Tammam Saloum. Conception et réalisation de pièces prototypes fonctionnelles en usinage sur machines-outils à commande numérique 5 axes.

• 2011 : Robin Chavanne. Contribution au tolérancement fonctionnel 3D des mécanismes complexes : Synthèse des spécifications et Analyse de tolérances.

• 2012 : Mickael Caux. Méthodologie de maîtrise des variations géométriques des produits en conception, fabrication et contrôle dans le contexte de l'usine numérique.

• 2012 : Sami Benichoux. Intégration des effets des dilatations thermiques dans le tolérancement.

• 2015 : Mathieu Petitcuenot. Maîtrise de la qualité géométrique des pièces de formes complexes sur tout le cycle conception, fabrication et suivi de production : application à des aubes de turbines.

• 2017 : Oussama Rouetbi.  Maîtrise de l'assemblage et des exigences fonctionnelles des systèmes hyperstatiques déformables : application aux outils de mesure pour forage pétrolier.

• 2017 : Marie Royer. Synthèse des spécifications de fabrication en 3 dimensions et optimisation des tolérances pour un produit et un process évolutifs au cours de l'industrialisation.