Brevet FR2669420A1 — publié le 19920522

PROCEDE DE CONTROLE DE MESURES DIMENSIONNELLES DE PIECES DE FONDERIE DESCRIPTION L'invention concerne un procédé de contrôle de mesures dimensionnelles de pièces de fonderie s'appliquant notamment aux pièces de fonderie des matériels aéronautiques. Il est usuel dans le domaine de l'aéronautique de procéder d'une part à des contrôles de pièces brutes de fonderie et, d'autre part, d'effectuer aussi des contrôles sur les pièces finies. Ces contrôles sont généralement de deux types: un premier type consiste à vérifier l'aspect de la pièce et cela se traduit par une vérification de l'ébarbage, de l'état de surface et de la propreté des canalisations, un deuxième type consiste en un contrôle dimensionnel, soit par prise de cotes (avec pied à coulisse, pied de profondeur), soit par un tracé de forme et d'axe. Les deux types de contrôLe sont effectués généralement sur la première pièce réalisée d'une nouvelle fabrication En effet, cette pièce fait l'objet d'un contrôle dimensionnel complet et parfois même d'une dissection Le contrôle est renouvelé ensuite sur des pièces prélevées au hasard de la fabrication. Jusqu' à ce jour, ces contrôles étaient réalisés de manière entièrement manuelle A cette fin, la pièce à contrôler est peinte localement pour mieux visualiser le marquage effectué préalablement par un opérateur à l'aide d'une pointe à tracer ou d'un compas. La précision du tracé est évaluée à 5/100 ème de mm et la finesse du tracé à environ 1/10 ème de mm. Ces opérations représentent une charge de travail importante effectuée par du personnel qualifié et nécessitent de: placer la pièce sur les départs d'usinage, tracer les parties extérieures (les plus éLoignées possible) pour vérifier que la pièce n'a pas de déformation après traitement thermique, tracer dans un plan les axes et les traits d'encadrement des a Lésages, basculer la pièce dans un autre p Lan et refaire l'opération précédente, tracer et mesurer quelques formes. Ces contrôles sont par conséquent longs et fastidieux, ce qui augmente de façon considérable les délais de production et les coûts de fabrication. A titre d'exemple, le contrôLe dimensionnel d'une pièce brute peut durer plusieurs semaines. La présente invention permet de remédier à ces problèmes Elle a pour objet un procédé de contrôle de mesures dimensionnelles de pièces de fonderie dans lequel les pièces brutes et les pièces finies de fonderie ont été initialement définies dans un fichier d'aide à la conception assistée par ordinateur (CAO), caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes: positionnement de la pièce sur un support et localisation de cette dernière dans l'espace, sélection des zones à contrôler, analyse de forme à partir de moyens de traitement de données, de moyens de mesures tridimensionnelles et de moyens de commande, consistant pour chaque zone sélectionnée à: réa Liser des mesures tridimensionne L Les, mémoriser ces points de mesure, comparer Les points de mesure aux définitions données par Le fichier CAO, puis, Lorsque toutes Les zones ont été analysées: accepter ou ne pas accepter La pièce en fonction de tous Les résultats de comparaison. Se Lon une caractéristique de L'invention, La comparaison des points de mesure au fichier CAO consiste à: effectuer une première comparaison entre Les points de mesure et La définition de La pièce brute du fichier CAO, effectuer une deuxième comparaison avec La définition de La pièce finie du fichier CAO dans Le cas o Le résu Ltat de La première comparaison n'est pas dans La p Lage de tolérance choisie, mémoriser Les défauts et/ou Les écarts obtenus après cette deuxième comparaison. Se Lon une autre caractéristique de L'invention, Le procédé comporte une étape préliminaire consistant à vérifier La présence des défauts d'usinage de La pièce à contrôler. Se Lon une autre caractéristique de L'invention, La vérification de La présence des défauts d'usinage consiste à: définir un p Lan de départ, définir un système d'orientation. D'autre part, L'étape préliminaire consiste en outre à vérifier Le positionnement de La pièce sur Le montage. Le procédé se Lon L'invention consiste en outre à L'issue de La deuxième comparaison, dans Le cas o La pièce n'est pas dans La p Lage de tolérance choisie, à réa Liser une opération de reba Lancement de La pièce et à rejeter La pièce dans La mesure o, après L'opération de ba Lancement, La pièce n'est pas conforme. Le procédé consiste se Lon une autre caractéristique de L'invention, dans Le cas o L'opération de reba Lancement n'aboutit pas à un rejet de La pièce, à ca Lculer Le reca Lage à réa Liser pour rattraper Les défauts. Les opérations de mesure, traitement et comparaison sont réalisées zone après zone. Les opérations de mesure sont effectuées en réalisant un balayage des surfaces de la zone à contrôler par les moyens de mesure. les mesures d'une zone à l'autre sont obtenues en opérant des déplacements relatifs entre la pièce et les moyens de mesure. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description faite à titre illustratif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 représente le schéma d'un dispositif de mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention, les figures 2 A et 2 B représentent, sous forme d'un organigramme, les étapes successives du procédé conforme à l'invention, -les figures 3 A et 3 B repésentent des schémas correspondant à la visualisation de deux zones. La figure 1 permet d'illustrer schématiquement un dispositif de mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention. Des moyens de traitement localisés 10 des mesures sont prévus Ces moyens peuvent, à titre d'exemple, être réalisés par un ordinateur ou micro- ordinateur local relié par une ligne de transmission de données numériques à un système central 2 contenant Le fichier CAO de définition des pièces En fait, ce fichier qui est défini Lors de la conception des pièces est constitué d'un fichier de définition des pièces brutes et d'un fichier de définition des pièces finies. Par des techniques connues de superposition d'images, un opérateur peut, à partir du clavier 11 connecté au micro-ordinateur, obtenir sur l'écran une présentation graphique de la pièce à contrôler telle que définie dans le fichier CAO et telle que définie par les mesures effectuées. Un opérateur peut, à partir du clavier, commander la mise en oeuvre du procédé Cette mise en oeuvre est réalisée par les moyens de traitement 10. Des moyens supplémentaires sont prévus à cette fin En effet, pour la mise en oeuvre de l'étape de sélection des zones, des moyens mécaniques et électroniques permettent, sur commande des moyens de traitement, d'obtenir des déplacements relatifs des moyens de mesure par rapport à la pièce à contrôler. Des moyens de prétraitement et de commande 20 sont prévus afin de réaliser une liaison entre les moyens de mesure 30 et les moyens de traitement local 10 Ces moyens comportent un circuit de conversion 21 et un circuit de commande 22. Ainsi, les données de commande envoyées par les moyens de traitement 10 sont transformées par le circuit de commande 22 en signaux analogiques de commande Ce circuit est constitué d'une électronique de puissance apte à mettre en fonction des moteurs de déplacement de l'ensemble de mesure. Le circuit de conversion 21 permet d'assurer une fonction de conditionnement et de conversion des signaux analogiques de mesure en signaux numériques. Les moyens de mesure 30 sont places sur un portique constitué de deux montants 41, 42, montés de manière à pouvoir se déplacer suivant un axe X. Un montant 43 surmontant les montants 41, 42, peut se déplacer suivant un axe Z De façon plus précise, les moyens de mesure sont accrochés à une pièce 44 qui peut coulisser sur le montant transversal 43 de manière à obtenir des déplacements selon un axe Y. Les moyens de mesure 30 sont constitués d'un capteur tridimensionnel Ils peuvent être également constitués d'un robot. La pièce à contrôler 50 est placée sur un support de montage muni d'une tablette de fixation et de repérage par rapport aux axes X, Y, Z et par rapport à un point origine constitué par un point fixe dans l'espace ou par un point fixe de la tablette. La pièce 50 brute de fonderie est montée par un opérateur sur la tablette 70 Un premier contrôle consiste pour l'opérateur à vérifier tout d'abord la présence des départs d'usinage Ces départs sont constitués d'un plan de départ et d'un système d'orientation composé soit de deux trous de centrage, soit d'un centrage et d'une orientation. L'opérateur vérifie également la stabilité de la pièce sur le support. Comme on peut le voir à partir de l'ordinogramme représenté sur les figures 2 A et 2 B et les étapes mentionnées, le procédé de contrôle consiste ensuite à réaliser de façon automatique les étapes suivantes: déterminer la localisation de la pièce dans l'espace par rapport au repère fixé (étape 101), sélectionner une zone à contrôler ( 102), réaliser une analyse de formes pour la zone sélectionnée. L'analyse de formes ( 103) consiste à: réaliser des mesures tridimensionnelles dans la zone sélectionnée ( 200), mémoriser les points de mesure ( 200), comparer les mesures réalisées avec la définition donnée par le fichier CAO et à mémoriser les résultats de comparaison ( 200), puis en fonction de ces résultats, à garder ou à rejeter la pièce. De préférence, on constitue un fichier qui va contenir les données de mesure ( 207). De préférence également, les zones contrôlées (étape 207) sont visualisées sur l'écran du micro-ordinateur 10. Le procédé consiste à recommencer l'analyse successivement pour toutes les zones sélectionnées, jusqu'à ce qu'il n'y ait plus de zone ( 104). A la fin de l'analyse de la zone choisie, les moyens de mesure sont déplacés automatiquement pour réaliser des mesures sur la nouvelle zone sélectionnée à partir du clavier ( 210), un contrôle sur le nombre de zones étant effectué ( 211). Pour chaque zone analysée, et dans le cas o des défauts ont été enregistrés ( 105, 106), le procédé consiste à: calculer le rebalancement de la pièce par une méthode connue ( 108). On rappelle que le balancement d'une pièce permet de connaître la position dans l'espace du brut réel de la pièce par rapport à son volume théorique, ses tolérances et ses références. Si après le calcul du rebalancement on obtient une valeur de brut réel qui reste dans le volume théorique ( 109), le procédé peut consister ensuite à effectuer un calcul du calage à réaliser ( 111), afin de remettre la pièce en conformité avec les données CAO de la pièce brute Le choix d'effectuer ce calcul est laissé à l'opérateur qui pourra, à partir de son clavier, commander la mise en oeuvre de ce calcul. Dans le cas o le rebalancement n'est pas possible ( 110) ou pas souhaitable, la pièce est déclarée non conforme ( 112) Dans le cas contraire, elle est déclarée conforme. Bien entendu, dans la mesure o aucun défaut n'a été enregistré ( 107), les résultats de comparaison avec la définition du fichier CAO ayant été positifs, la pièce est déclarée conforme ( 113). Préférentiellement, l'étape de comparaison ( 200) comporte une ou deux sous-étapes, comme cela va être précisé dans la suite: on procède à une première comparaison entre les points de mesure et la définition de la pièce brute du fichier CAO, si à l'issue de cette comparaison les résultats sont dans la plage de tolérance choisie ( 201), le pièce est conforme, si les résultats sont en dehors de cette plage ( 202), on procède à une deuxième comparaison avec la définition de la pièce finie du fichier CAO ( 203), si le ou les défaut(s) persiste(nt) après cette comparaison ( 205), le procédé se poursuit par la mémorisation des défauts et/ou des écarts obtenus ( 206). On a représenté à titre d'exemp Le sur La figure 3 A, le schéma d'une zone visualisée sur écran montrant un bossage plein. La forme usinée est repérée par la référence U, La forme brute rée L Le est repérée par La référence BR et La forme brute est repérée par la référence B Ces trois formes sont superposées et permettent de mettre en évidence deux anomalies. Le défaut A 1 se révèle inacceptable parce qu'il persiste sur La définition de La pièce finie. Le défaut A 2 se révèle acceptable car il disparaît totalement lors du perçage. La figure 3 B représente un autre exemple de zone visualisée Il s'agit d'un trou ablong associé à un bossage. Comme pour la figure 3 A, la forme usinée porte la référence U, la forme brute réelle porte la référence BR et la forme brute est repérée par la référence B. Cet exemple met en évidence deux types d'anomalies sur la forme visualisée. Le défaut A 3 se révèle inacceptable parce qu'il persiste sur la définition de la pièce brute. Le défaut A 4 se révèle acceptable car il ne fait que limiter une surface d'appui. REVENDICATIONS 1 Procédé de contrôLe de mesures dimensionnelles de pièces de fonderie dans lequel les pièces brutes et les pièces finies de fonderie ont été initialement définies dans un fichier d'aide à la conception assistée par ordinateur (CAO), caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes: positionnement de la pièce sur un support et localisation de cette dernière dans l'espace, sélection des zones à contrôler, analyse de formes à partir de moyens de traitement de données, de moyens de mesures tridimensionnelles et de moyens de commande, consistant pour chaque zone sélectionnée à: réaliser des mesures tridimensionnelles, mémoriser ces points de mesure, comparer les points de mesure aux définitions données par le fichier CAO, puis, lorsque toutes les zones ont été analysées: accepter ou ne pas accepter la pièce en fonction de tous les résultats de comparaison. 2 Procédé de contrôLe selon la revendication 1, caractérisé en ce que la comparaison des points de mesure au fichier CAO consiste à: effectuer une première comparaison entre les points de mesure et la définition de la pièce brute du fichier CAO, effectuer une deuxième comparaison avec la définition de la pièce finie du fichier CAO dans le cas o le résultat de la première comparaison n'est pas dans la plage de tolérance choisie, mémoriser les défauts et/ou les écarts obtenus après cette deuxième comparaison. 3 procédé de contrôLe selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte une étape 1 1 préliminaire consistant à vérifier la présence des défauts d'usinage de la pièce à contrôler. 4 procédé de contrôle selon la revendication 3, caractérisé en ce que la vérification de la présence des défauts d'usinage consiste à: définir un plan de départ, définir un système d'orientation. Procédé de contrôle selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'étape préliminaire consiste en outre à vérifier le positionnement de la pièce sur le montage. 6 Procédé de contrôle selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il consiste en outre à l'issue de la deuxième comparaison, dans le cas o la pièce n'est pas dans la plage de tolérance choisie, à réaliser une opération de rebalancement de la pièce, et à rejeter la pièce dans la mesure o, après l'opération de balancement, la pièce n'est pas conforme. 7 Procédé de contrôle selon la revendication 6, caractérisé en ce que dans le cas o l'opération de rebalancement n'aboutit pas à un rejet de la pièce, il consiste à calculer le recalage à réaliser pour rattraper les défauts. 8 Procédé de contrôle selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les opérations de mesure, traitement et comparaison sont réalisées zone après zone. 9 Procédé de contrôle selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les opérations de mesure sont effectuées en réalisant un balayage des surfaces de la zone à contrôler par les moyens de mesure. Procédé de contrôle selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que Les mesures d'une zone à L'autre sont obtenues en opérant des déplacements re Latifs entre La pièce et Les moyens de mesure.