Brevet FR2869407A1 — publié le 20051028

PROCEDE ET DISPOSITIF DE CONTROLE DES PORTEES DES TOURILLONS ET MANETONS D'UN VILEBREQUIN La présente invention concerne un procédé de contrôle de l'état de surface des portées des tourillons et manetons d'un vilebrequin. Les manetons et les tourillons de vilebrequin sont des pièces qui comportent des surfaces cylindriques, formées par usinage et appelées portées . Il est nécessaire de contrôler la surface de ces portées afin de s'assurer que l'usinage a été mis en oeuvre correctement et que les portées ne comportent donc pas de défauts de circonférence (ou facettes) qui pourraient compromettre le bon fonctionnement du vilebrequin. Il est connu d'utiliser un dispositif de contrôle qui comporte un support de maintien mobile et un capteur. La pièce à contrôler, tourillon ou maneton, est maintenue sur le support mobile. Le support est animé d'un mouvement rotatif afin que le capteur balaye une surface circulaire de la portée cylindrique à contrôler. Le signal émis par le capteur (après filtration du bruit dû à la mesure via un filtre passe-bas vers 500 Hz) se présente sous la forme d'une courbe telle que représentée sur la figure 1. Cette courbe, encore appelée profil de circularité , correspond à la hauteur h du relief de la portion de surface balayée en fonction de la position du capteur. Sur la courbe de la figure 1, un défaut ou facette correspond à un intervalle entre un creux A et un pic ou bosse B. Dans les dispositifs existants, c'est la transformée de Fourrier du signal sortant du capteur (c'est-à-dire la décomposition du profil de circularité de la figure 1 en harmoniques) qui est étudiée. Les harmoniques du profil de circularité, après traitement de Fourrier, sont représentées par l'histogramme de la figure 2. La courbe C, en trait continu, de la figure 2 représente le critère d'acceptation de hauteur maximale pour toutes les harmoniques du signal. Le dispositif utilisé compare les hauteurs obtenues 2869407 2 pour chaque harmonique à la courbe d'acceptation. Si la hauteur d'une harmonique donnée est supérieure à une valeur consigne donnée, la pièce est alors considérée comme ayant trop de défauts et est rejetée. Par exemple, pour un profil comportant une harmonique 20, la hauteur maximale entre un creux et une bosse du profil ne doit pas dépasser 2 m. Or, la Demanderesse a constaté que cette méthode ne permet pas de rejeter toutes les pièces qui devraient l'être. Un premier but de la présente invention est de proposer un procédé plus fiable de contrôle des portées des tourillons et des manetons d'un 10 vilebrequin. Un autre but de l'invention est de proposer un dispositif permettant la mise en oeuvre du procédé de l'invention. Le premier but de l'invention est obtenu au moyen d'un procédé de contrôle de la portée d'un tourillon ou d'un maneton de vilebrequin comportant, de manière connue, le balayage d'au moins une portion de la portée du tourillon ou du maneton avec un capteur qui émet un signal numérique correspondant au relief de la portion en fonction de la position du capteur. De manière caractéristique, selon l'invention, le signal numérique sortant du capteur est directement traité par un système à apprentissage qui détermine si l'état de la surface de la portion de la portée est acceptable ou non. Ainsi, selon l'invention, ce n'est plus la transformée de Fourrier du profil de circularité (ou du signal émis par le capteur) qui est utilisée pour le diagnostic de l'acceptabilité du tourillon ou du maneton, mais le profil de circularité lui-même, ce qui évite d'accepter des pièces qui ne devraient pas l'être. En effet, c'est le mérite de la Demanderesse que d'avoir constater que les profils de circularité des manetons et tourillons ne sont pas mono- harmoniques mais des combinaisons d'ondes. Par conséquent, il n'existe aucune modélisation analytique fiable permettant de juger du respect du 3 2869407 critère d'acceptation. En revanche, la méthode de l'invention étant basée sur l'auto-apprentissage, qui peut mettre en oeuvre, par exemple, la logique floue et les réseaux neuronaux, permet de juger, de manière fiable, de l'acceptabilité du profil de circularité d'une pièce contrôlée. La phase d'apprentissage peut être mise en oeuvre en introduisant, dans le système à apprentissage, une pluralité de signaux numériques correspondant à des profils de circularité de portées de manetons et/ou de tourillons dont on sait s'ils sont acceptables ou non et en fournissant au système au moins un critère d'acceptabilité. Il est possible, selon l'invention, de balayer une surface plus ou moins grande de la portée à contrôler. La portée étant cylindrique, le balayage peut porter, par exemple, sur une surface cylindrique de faible largeur. Il est également possible de réaliser, par exemple, deux balayages dans deux directions perpendiculaires et d'obtenir un profil ou un ensemble de profils de circularité qui reflète(nt) le relief de la totalité de la surface de la portée. Selon une variante de mise en oeuvre, la position du capteur est représentée par une seule coordonnée variable. Le capteur balaye donc sur la portée une surface cylindrique, de largeur déterminée, située en une zone déterminée de la portée, par exemple, la zone centrale. Le critère d'acceptabilité utilisé n'est pas limitatif de l'invention. Il peut être le même que celui utilisé dans la méthode de l'art antérieur. Le critère d'acceptabilité peut comprendre, par exemple, le nombre de facettes et/ou la hauteur et/ou la largeur des facettes. La présente invention propose également un dispositif de contrôle de la portée d'un tourillon ou d'un maneton de vilebrequin comprenant un support de maintien du tourillon ou maneton, un capteur pouvant balayer une portion de la portée du tourillon ou maneton et émettant un signal numérique correspondant au relief de la portion balayée par le capteur en 4 2869407 fonction de la position du capteur. De manière caractéristique, selon l'invention, le dispositif comporte un système à apprentissage capable de diagnostiquer si le signal numérique sortant du capteur correspond à une portée ayant un état de surface acceptable ou non. Il existe divers type de système à apprentissage qui sont tous connus en eux-mêmes. Le dispositif de l'invention peut, par exemple, comprendre un système à apprentissage du type réseau neuronal. Le système à apprentissage du dispositif de l'invention peut comporter des moyens de diagnostic de l'acceptabilité de l'état de la surface de la portée d'un tourillon ou d'un maneton de vilebrequin. Ces moyens peuvent, par exemple, fonctionner sur la base d'un apprentissage utilisant une pluralité de signaux numériques correspondants à des portées que l'on sait acceptables ou non et au moins un critère d'acceptabilité. Le critère d'acceptabilité n'est pas limité selon l'invention. Il peut s'agir, par exemple, de la présence d'un défaut rédhibitoire ou de la présence d'un nombre de facettes jugé trop important. Une combinaison de critères d'acceptabilité peut également être utilisée. La présente invention, ses caractéristiques et les divers avantages qu'elle procure apparaîtront mieux à la lecture de la description qui suit d'un exemple particulier de réalisation de la présente invention et qui fait référence aux dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 représente un profil de circularité ; - la figure 2 représente les harmoniques du profil de circularité de la figure 1, après traitement de Fourrier; et la figure 3 représente un schéma de principe du dispositif de l'invention. En référence à la figure 3, le dispositif de l'invention comporte un support de maintien 3 qui, dans le mode de réalisation particulier ici décrit, permet de mettre en rotation un tourillon ou un maneton 5 de vilebrequin 2869407 autour de l'axe X de sa portée cylindrique 51. Le dispositif de l'invention comporte également un capteur 7 qui permet de balayer une portion circulaire ou cylindrique de la portée du maneton ou du tourillon et donne un signal qui correspond au profil de circularité tel que représenté sur la figure 1. Le système d'auto-apprentissage 9 du dispositif de l'invention est relié au capteur 7 et permet de traiter le signal émis par ce dernier (i.e. le profil de circularité) afin de déterminer si le tourillon ou le maneton contrôlé a une portée dont la surface est acceptable. Le type de capteur utilisé n'est pas limitatif de l'invention. Ce capteur peut être un capteur optique, à ultra-sons ou autre. Le signal de sortie du capteur (éventuellement filtré comme décrit dans l'art antérieur) correspond au relief (c'est-à-dire à la hauteur h) de la portion de la portée balayée en fonction du déplacement du capteur (ici en fonction d'une seule coordonnée x qui correspond au déplacement circulaire du capteur à la surface de la portée). Le système à apprentissage peut être par exemple, un système du type neuronal connu. Les différentes étapes du procédé de l'invention vont maintenant être expliquées plus en détails, en référence à la figure 3. Le tourillon ou le maneton à contrôler 5 est placé sur le support de maintien 3. Le support 3 permet de mettre le maneton ou le tourillon 5 en rotation (voir flèche F) en sorte que le capteur 7 balaye une portion cylindrique de sa surface externe 51 qui est une surface usinée et correspond donc à la portée à contrôler. Il est également possible selon l'invention de mettre le capteur 7 en mouvement, en sorte qu'il balaye une surface circulaire de la portée du tourillon ou maneton. Le signal sortant est ensuite traité par le système à apprentissage 9 qui détermine en fonction d'au moins un critère d'acceptabilité si la portée du tourillon ou du maneton a un état de surface acceptable ou non. 6 2869407 Avant l'utilisation du dispositif pour le contrôle des portées des tourillons et des manetons, on procède à la phase d'apprentissage du système à apprentissage 9 en utilisant une pluralité (une centaine ou plus, par exemple) de profils de circularités dont on sait s'ils correspondent à des portées ayant un état de surface acceptable ou non. L'acceptabilité ou la non acceptabilité est déterminée par l'expert, spécialiste des tourillons et manetons de vilebrequin. Le système à apprentissage est capable, sur la base de ces profils de circularité, d'apprendre à distinguer un profil correspondant à une portée acceptable d'un profil correspondant à une portée non acceptable. Le critère d'acceptabilité peut être, par exemple, un trop grand nombre de facettes ou la présence d'au moins une facette ayant une largeur et/ou une hauteur rédhibitoire. Il est également possible de combiner plusieurs critères d'acceptabilité. Après la phase d'apprentissage, on peut mettre en oeuvre une phase de vérification dans laquelle des portées sont contrôlées en parallèle par l'expert (de façon manuelle, par exemple) et par le dispositif de l'invention. En comparant les diagnostics de l'expert et ceux du dispositif, on peut contrôler la justesse du diagnostic du dispositif de l'invention. 7 2869407 REVENDICATIONS 1. Procédé de contrôle de la portée d'un tourillon ou d'un maneton (5) de vilebrequin comportant le balayage d'au moins une portion de la portée (51) dudit tourillon ou dudit maneton (5) avec un capteur (7) qui émet un signal numérique correspondant au relief (h) de ladite portion en fonction de la position dudit capteur (7), caractérisé en ce ledit signal numérique sortant dudit capteur (7) est directement traité par un système à apprentissage (9) qui détermine si l'état de la surface de ladite portée (51) est acceptable ou non. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'avant de balayer ladite portion, on introduit, dans ledit système à apprentissage (9) une pluralité de signaux numériques correspondant à des portées de manetons ou de tourillons dont on sait si leur état de surface est acceptable ou non et en ce que l'on fournit audit système au moins un critère d'acceptabilité. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la position dudit capteur est représentée par une seule coordonnée variable. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le critère d'acceptabilité comprend le nombre de facettes et/ou la hauteur et/ou la largeur des facettes. 5. Dispositif de contrôle de la portée d'un tourillon ou d'un maneton de vilebrequin comprenant: un support de maintien (3) dudit tourillon ou maneton (5), un capteur (7) pouvant balayer une portion sensiblement cylindrique de la portée (51) dudit tourillon ou maneton (5) et émettant un signal numérique correspondant au relief de ladite portion balayée par ledit capteur en fonction de la position dudit capteur, caractérisé en ce qu'il comporte un système à apprentissage (9) capable de diagnostiquer si le signal numérique sortant dudit capteur correspond à une portée ayant un état de surface acceptable ou non. 6. Dispositif de contrôle selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit système à apprentissage (9) est un système du type neuronal. 7. Dispositif selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que ledit système à apprentissage (9) comporte des moyens de diagnostic de l'acceptabilité de l'état de surface d'une portion de la portée (51) d'un tourillon ou d'un maneton (5) de vilebrequin qui fonctionnent sur la base d'un apprentissage utilisant une pluralité de signaux numériques correspondants à des portées que l'on sait acceptables ou non et au moins un critère d'acceptabilité.