Brevet FR2859402A1 — publié le 20050311

- 1 - PROCÉDÉ DE FABRICATION ET PRODUIT LOGICIEL ADAPTÉ DOMAINE D'APPLICATION DE L'INVENTION La présente invention a trait au domaine de la maîtrise statistique des procédés (SPC) et notamment aux adaptations permettant de réaliser les opérations de perçage/rivetage avec les indices de capacité requis. DESCRIPTION DE L'ART ANTÉRIEUR Dans le 'domaine pris en exemple de la fixation par rivet et notamment de la fixation par rivet à tête fraisée, les tolérances de positionnement deviennent de plus en plus rigoureuses. La dispersion du positionnement d'un rivet à tête fraisée à l'intérieur d'un orifice pré-fraisé dépend de plusieurs critères, parmi ceux-ci. - les tolérances de dimensionnement du rivet, et - le réglage de l'outil de fraisage. Afin de respecter les tolérances de positionnement, il existe dans l'art antérieur, une technique qui consiste à partir d'un lot de rivets à réaliser un premier réglage de l'outil de fraisage et à vérifier si le positionnement du rivet à l'intérieur de la fraisure est optimal. Si la vérification (la plupart du temps manuelle ou visuelle) fait apparaître un bon positionnement, il est considéré que l'ensemble des opérations réalisées sur ce lot de rivets avec cet outil tel que réglé assurera un positionnement dans les tolérances requises. Dans le cas contraire, un nouveau réglage de l'outil et une nouvelle vérification sont réalisés jusqu'à atteindre le bon positionnement pour démarrer les opérations de fraisage/rivetage sur l'ensemble du lot. Dans le cadre de la maîtrise statistique des procédés, un tel procédé peut faire l'objet d'un calcul d'indices de sa capabilité à réaliser le positionnement désiré. Ces indices de capabilité dans le cadre d'un procédé se désignent sous les lettres CP et CPK. L'indice CP prend en compte l'intervalle de tolérance et l'écart 35 - 2 - type estimé. L'indice CPK tient compte en supplément du réglage des machines. Un procédé est classiquement considéré comme capable si l'indice CP est supérieur ou égal à 1,33. Néanmoins, les tolérances de plus en plus rigoureuses exigées par exemple dans le cadre du positionnement du rivet à tête fraisée à l'intérieur d'un orifice fraisé requièrent que le CPK soit également supérieur ou égal à 1,33 signifiant non seulement que le procédé est capable mais également que les machines sont bien réglées. L'évolution desdites tolérances fait qu'il est envisagé de revoir à la hausse ledit seuil de 1,33. Ces besoins sont illustrés par les dessins des figures 1, 2 et 3. Le dessin de la figure 1 illustre une courbe normale C de répartition des dimensions d'un lot de pièces par exemple de rivets par rapport au nombre de pièces. Les extrémités de la courbe C sont inscrites à l'intérieur de l'intervalle de tolérance délimité par une tolérance inférieure Ti et une tolérance supérieure Ts. De même, l'écart entre les deux extrémités de la courbe qui est égal à 6 fois l'écart type estimé se confond avec l'écart entre les deux tolérances supérieure et inférieure. Le dessin de la figure 2 illustre la courbe normale C de répartition des dimensions d'un lot de pièces sur la base d'un procédé avec un CP supérieur ou égal à 1,33 où la courbe de tolérance plus serrée des pièces, c'est à dire avec un écart type estimé inférieur, se déplace à l'intérieur d'une tolérance donnée. La courbe dessinée sur la figure 3 définit l'objectif à atteindre dans le cadre d'un procédé dont le CPK est supérieur ou égal à 1,33 et dans laquelle la courbe plus serrée des tolérances des pièces se situe au centre de la tolérance donnée c'est à dire centrée sur une valeur moyenne. Si dans le cadre de l'exemple de l'installation d'un rivet à tête fraisée à l'intérieur d'une fraisure, la - 3 - courbe de la figure 2 est généralement atteinte, celle de la figure 3 l'est beaucoup moins. En effet, le procédé de réalisation des rivets est déjà soumis au calcul de l'indice CP et il est possible d'obtenir des lots de fabrication très homogènes respectant les tolérances demandées. Dans le cadre d'un procédé entier de perçage-rivetage où les tolérances des pièces à installer ne sont qu'une des tolérances à prendre en compte, il est beaucoup plus difficile d'atteindre le CPK désiré qui peut exiger pour l'atteindre des courbes de tolérances plus serrées, non seulement pour les pièces mais également pour la réalisation de la fraisure, un suivi précis des variations notamment au niveau de l'usure des outils de réalisation, ce qui présente un coût de réalisation et d'exploitation prohibitifs. L'augmentation prévue du CPK conduit à de tels coûts ou bien à l'incapacité de réalisation d'un tel procédé dans les tolérances voulues. BRÈVE DESCRIPTION DE L'INVENTION Ce que constatant, les demandeurs ont mené des recherches pour faciliter l'obtention d'un CPK supérieur ou égal à 1,33 et permettre la réalisation de procédés futurs atteignant des CPK supérieurs. Ces recherches ont abouti à un procédé de fabrication du type de celui qui requiert le positionnement précis de pièces de fixation par rapport à une pièce d'accueil susceptible de la recevoir, le positionnement étant réalisé au moyen d'un outillage prévu à cet effet remarquable en ce qu'il consiste à mesurer les pièces susceptibles d'être positionnées pour connaître la courbe de tolérance desdites pièces et à modifier les réglages de l'outil de positionnement de sorte que la courbe de tolérance de dimensionnement des pièces se situe au milieu de la zone de tolérance de positionnement. Cette caractéristique est particulièrement avantageuse en ce qu'elle permet d'obtenir le CPK - 4 - supérieur à 1,33. Cette caractéristique est particulièrement novatrice en ce qu'elle utilise deux procédés qui jusqu'ici n'étaient utilisés que séparément. Ainsi, dans le cadre du positionnement des rivets, le calcul du CP permettait au fabricant de rivets d'atteindre les tolérances de dimensionnement exigées pour le rivet et d'assurer le respect de ces tolérances à l'utilisateur du rivet. De même, l'utilisateur du rivet à partir d'un lot acheté assurait le réglage de l'outil, vérifiait les tolérances de positionnement et réalisait l'opération. Lors de l'utilisation d'un autre lot de rivets, le réglage et la vérification étaient de nouveau réalisés. Ce que proposent les demandeurs est autre, en exploitant une donnée connue mais jusqu'ici non utilisée par l'utilisateur des pièces c'est à dire les tolérances de dimensionnement du lot de pièces mesuré pour assurer le réglage de l'outil lui-même. Ainsi, l'entrée de cette donnée dans le logiciel ou dans le programme d'exploitation de l'outil permet de la prendre en compte et d'assurer un positionnement de l'outil tenant compte de ladite courbe de tolérances. En effet, en connaissant la courbe de répartition de dimensionnement des pièces ainsi que sa position par rapport à l'intervalle de positionnement, l'invention propose de régler l'outil de sorte que la disposition de l'orifice susceptible d'accueillir le rivet réalisé par l'outil réglé prenne en compte la valeur moyenne des dimensions du lot de pièces qui doit être utilisé de sorte que cette valeur moyenne viennent se situer vers le centre de l'intervalle de tolérance de positionnement. Dans l'art antérieur, la connaissance de la courbe de répartition de dimensionnement des pièces ainsi que sa position à l'intérieur de l'intervalle de tolérance de positionnement n'avaient d'autre but que de savoir si le lot de pièces mesurées était susceptible de permettre d'atteindre le CPK souhaité, alors que le procédé de l'invention propose une - 5 -- réelle exploitation de ces données pour le réglage de l'outil et l'obtention d'un CPK adéquat. Dans le cadre d'un procédé de fabrication exploitant un outil de fraisage associé à un outil de rivetage, le procédé est remarquable en ce que le positionnement et la profondeur de la fraisure seront réalisés en tenant compte de la courbe des tolérances du lot de rivets afin de centrer cette dernière sur le milieu de la zone de tolérance de positionnement et obtenir ainsi un CPK au moins supérieur ou égal à 1,33. Un autre objet de l'invention concerne un produit logiciel susceptible de gérer le procédé de l'invention à des fins de commande d'un outil utilisant des pièces mesurées. Les concepts fondamentaux de l'invention venant d'être exposés ci-dessus dans leur forme la plus élémentaire, d'autres détails et caractéristiques ressortiront plus clairement à la lecture de la description qui suit et en regard des dessins annexés, donnant à titre. d'exemple non limitatif, un mode de réalisation d'un procédé et d'un produit logiciel conformes à l'invention. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS La figure 1 est un dessin schématique d'une courbe normale de répartition des dimensions d'un lot de pièces par rapport au nombre de pièces, la figure 2 est un dessin schématique d'une courbe normale de répartition des dimensions d'un lot de pièces par rapport au nombre de pièces respectant un CP supérieur ou égal à 1,33, la figure 3 est un dessin schématique d'une courbe normale de répartition des dimensions d'un lot de pièces par rapport au nombre de pièces respectant un CPK supérieur ou égal à 1,33, la figure 4 est un dessin schématique illustrant les effets d'un premier mode de réalisation du procédé de - 6 - l'invention, la figure 5 est un dessin schématique illustrant les effets d'un deuxième mode de réalisation du procédé de l'invention. DESCRIPTION DE L'INVENTION APPUYÉE SUR LES DESSINS Le résultat du réglage proposé par le procédé de l'invention est illustré sur le dessin de la figure 4 où l'intervalle de tolérance de positionnement (en gras) est avantageusement modifié par réglage de l'outil afin de permettre le centrage de la courbe de répartition des de de tolérance de positionnement vers la enseignement de la figure 2, représente un CP supérieur ou égal à 1,33. Néanmoins, du fait de son excentration par rapport à la valeur moyenne de l'intervalle de tolérance de positionnement, un tel lot ne pourrait permettre tel quel et sans un réglage adéquat de l'outil d'atteindre un CPK supérieur ou égal à 1,33. Le procédé de l'invention propose de tenir compte de cette excentration pour régler, avant mise en position de la pièce, l'outil assurant la fraisure dans le cas d'un outil de perçage-rivetage ou moyen de rivets à tête fraisée ou assurant le trou d'accueil dans le cas d'un procédé plus général. Comme illustré sur le dessin de la figure 5, afin de simplifier le procédé et de s'adapter à des outillages qui ne sont pas susceptibles de proposer un réglage fin, les demandeurs ont imaginé un procédé remarquable en ce qu'il consiste à mesurer la courbe de tolérance de dimensionnement des pièces de façon à pouvoir situer théoriquement son centre dans un des quatre sous- dimensions des rivets C sur le milieu de l'intervalle tolérance ce qui se traduit par un décalage l'intervalle de gauche. Cette figure des dimensions ou par rapport à positionnement. illustre une courbe C de répartition courbe de tolérance d'un lot de pièces un intervalle de tolérance de Cette courbe C conformément aux 25 7 - intervalles de tolérance de positionnement résultat de la division arbitraire en quatre de l'intervalle de tolérance de positionnement pris en référence et à proposer au moins quatre réglages de l'outil en fonction d'un des quatre sous-intervalles concernés pour centrer le milieu du sous-intervalle de tolérance trouvé avec le milieu de l'intervalle de tolérance de positionnement. Dans le cadre d'un procédé de rivetage les lots de rivets étant susceptibles d'être très homogènes, il est possible de déterminer la situation de la courbe de tolérance de dimensionnement en sortie de fabrication des rivets. Cette information susceptible de faire modifier le réglage de l'outil utilisant les rivets doit pouvoir être communiquée au dit outil. Les demandeurs ont avantageusement imaginé dans le cadre d'un procédé ou d'un dispositif utilisant des conteneurs ou des cassettes de pièces, que lesdits conteneurs ou cassettes comportent sur leur surface, des informations sur la forme et la situation de la courbe de 20 répartition (C) des dimensions des pièces stockées appartenant au lot mesuré. Ces cassettes ou conteneurs adaptés à ce procédé ont donc pour caractéristique de proposer à la lecture par tout moyen des informations liées à la forme et à la. situation de la courbe de répartition des dimensions des pièces qu'elles ou qu'ils contiennent. Ainsi, par lecture de ladite information, un sous-ensemble de lecture peut transmettre sur le lieu d'exploitation l'information à l'outil et atteindre le CPK désiré. Cette information peut être utilisée dans le cadre du dispositif décrit et illustré dans la demande internationale n PCT/FR03/02201 qui décrit un moyen de stockage et de distribution de pièces tels les rivets qui se présente sous la forme d'une colonne de cassettes en face desquelles vient se positionner une tête mobile de lecture et de distribution multitubes. Dans le cadre de 10 30 35 l'invention, les informations présentes sur les cassettes permettent non seulement de positionner la tête devant la bonne cassette en fonction de la pièce demandée par la gamme de fabrication mais également de fournir à l'outil devant utiliser la pièce distribuée, l'information sur la situation de sa courbe de tolérance, pour effectuer le réglage adéquat sur l'outil et atteindre le CPK désiré. Cette caractéristique est particulièrement avantageuse en ce que le système de rangement par cassette ou par conteneur a été développé dans le cadre d'un système de stockage et de distribution de rivets ou de pièces telles les rivets qui propose une pluralité de conteneurs ou de cassettes et donc en général de pièces de dimensions et/ou de lots différents, conteneurs ou cassettes avec lesquels coopèrent un module de lecture et de distribution desdites pièces vers un ou plusieurs outils. Ainsi, alors que dans l'art antérieur, le respect du CPK devait exiger une vérification manuelle ou visuelle pour chaque début de cassette, le procédé de l'invention permet un gain de temps précieux en proposant des conteneurs de pièces accueillant sur leur surface ou sur tout autre lieu susceptible d'être accessible à un moyen de lecture, les informations concernant la courbe de répartition des dimensions des pièces qu'il stocke. L'invention concerne également le produit logiciel de commande d'au moins un outil de réalisation d'un trou d'accueil pour une pièce adapté au procédé de l'invention et remarquable en ce qu'à partir de la donnée liée à la forme et à la situation de la courbe de répartition des dimensions auquel répond la pièce à positionner, le positionnement de l'outil est modifié pour que ladite courbe de répartition vienne se centrer sur l'intervalle de tolérances de positionnement défini par la réalisation du trou d'accueil. On comprend que le procédé et le produit logiciel qui viennent d'être cidessus décrits et représentés, l'ont - 9 - été en vue d'une divulgation plutôt que d'une limitation. bien entendu, divers aménagements, modifications et améliorations pourront être apportés à l'exemple ci-dessus, sans pour autant sortir du cadre de l'invention telle que définie dans les revendications. - 10 - REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication du type de celui qui requiert le positionnement précis de pièces de fixation par rapport à une pièce d'accueil susceptible de la recevoir, le positionnement étant réalisé au moyen d'un outillage prévu à cet effet, CARACTÉRISÉ EN CE QU'il consiste à mesurer les pièces susceptibles d'être positionnées pour connaître la courbe de tolérance (C) desdites pièces et à modifier les réglages de l'outil de positionnement de sorte que la courbe de tolérance (C) de dimensionnement des pièces se situe au milieu de la zone de tolérance de positionnement. 2. Procédé selon la revendication 1, CARACTÉRISÉ EN CE QU'il consiste à mesurer la courbe de tolérance (C) de dimensionnement des pièces de façon à pouvoir situer théoriquement son centre dans un des quatre sousintervalles de tolérance de positionnement résultat de la division arbitraire en quatre de l'intervalle de tolérance de positionnement pris en référence et à proposer au moins quatre réglages de l'outil en fonction d'un des quatre sous-intervalles concernés pour centrer le milieu du sous-intervalle de tolérance trouvé avec le milieu de l'intervalle de tolérance de positionnement. 3. Procédé selon la revendication 1, utilisant des conteneurs ou des cassettes de pièces, CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QUE lesdits conteneurs ou cassettes comportent sur leur surface des informations sur la forme et la situation de la courbe de répartition (C) des dimensions des pièces stockées appartenant au lot mesuré. 4. Procédé selon la revendication 3, utilisant un module de stockage de pièces composé d'une pluralité de conteneurs avec lesquels coopèrent un module de lecture et de distribution desdites pièces vers un ou plusieurs outils, CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QUE les informations présentes sur les cassettes permettent non seulement de positionner la tête devant la bonne cassette en fonction - 11 - de la pièce demandée par la gamme de fabrication mais également de fournir à l'outil devant utiliser la pièce distribuée, l'information sur la situation de sa courbe de tolérance (C), pour effectuer le réglage adéquat sur l'outil et atteindre le CPK désiré. 5. Procédé de fabrication selon la revendication 1 du type de celui exploitant un outil de fraisage associé à un outil de rivetage, CARACTÉRISÉ EN CE QUE le positionnement et la profondeur de la fraisure seront réalisés en tenant compte de la courbe des tolérances (C) du lot de rivets afin de centrer cette dernière sur le milieu de la zone de tolérance de positionnement et obtenir ainsi un CPK au moins supérieur ou égal à 1,33. 6. Produit logiciel de commande d'au moins un outil de réalisation d'un trou d'accueil pour une pièce, adapté au procédé selon la revendication 1, CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QU'à partir de la donnée liée à la forme et la situation de la courbe de répartition des dimensions (C) auquel répond la pièce à positionner, le positionnement de l'outil est modifié pour que ladite courbe de répartition vienne se centrer sur l'intervalle de tolérances de positionnement défini par la réalisation du trou d'accueil.