Brevet FR2916374A1 — publié le 20081128

La présente invention concerne un procédé et un dispositif pour affaiblir la face intérieure d'un élément de parement intérieur d'un véhicule le long d'une ligne destinée à la rupture, qui définit un couvercle de coussin gonflable sur un élément de parement intérieur d'un véhicule et qui, en cas d'activation du coussin gonflable disposé derrière celui-ci, se déchire pour libérer une ouverture de passage pour le déploiement du coussin gonflable dans l'habitacle du véhicule. Un procédé de ce type et un dispositif approprié pour celui-ci sont du type connu à partir du document EP 0 711 627 B1. to À partir de l'état de la technique, on connaît une pluralité de procédés, dans lesquels des lignes destinées à la rupture sont réalisées au moyen d'un laser dans des éléments de parement intérieur d'un véhicule, dans lesquels est intégré un couvercle de coussin gonflable. Ils se différencient, entre autres, par les différentes mesures prises pour 15 réaliser une ligne destinée à la rupture qui, d'une part, ne doit pas être visible depuis la face extérieure de l'élément de parement intérieur, c'est-à-dire la face orientée vers l'habitacle du véhicule, et qui, d'autre part, possède sur toute sa longueur une résistance à la rupture optimale, définie et reproductible. 20 Selon les deux documents suivants, ces deux problèmes sont résolus, tout comme avec l'invention, par un contrôle de l'enlèvement de matière le long de la ligne destinée à la rupture, une valeur de mesure significative de l'épaisseur résiduelle de la paroi étant détectée et le laser étant commandé de telle sorte qu'une épaisseur résiduelle définie 25 de la paroi reste maintenue en dessous du volume d'enlèvement. Selon le document EP 0 827 802 B1, il est garanti un enlèvement de matière défini jusqu'à une épaisseur résiduelle de paroi (épaisseur de matière) subsistante, du fait que le rayonnement transmis sur le lieu d'usinage est détecté par un capteur depuis la face extérieure. À cet 30 effet, le capteur doit être disposé sur l'axe optique du rayon laser dirigé sur l'élément de parement intérieur. Ledit document ne contient pas d'explications concernant la réalisation du mouvement relatif entre le rayon laser et l'élément de parement intérieur, nécessaire pour générer la ligne destinée à la rupture. En pratique, dans l'installation de coupe par laser VOTAN A, fabriquée par la présente titulaire du brevet en exploitant ledit brevet, l'élément de parement intérieur est déplacé et le laser et le capteur restent stationnaires. Mais il est aussi possible de déplacer le rayon laser et le capteur par rapport à l'élément de parement intérieur d'un véhicule. Pour garantir également dans ce cas un positionnement stable du capteur par rapport au rayon laser, il faut, de manière judicieuse, réaliser à cet effet un assemblage mécaniquement rigide entre le capteur et un bras de robot, guidant le rayon laser, ce qui laisse seulement un espace de mouvement libre limité. Un mouvement du rayon laser au moyen d'un scanner exige un système d'entraînement supplémentaire pour entraîner le capteur et engendre des dépenses supplémentaires pour synchroniser le déplacement des éléments de diffraction du scanner et le mouvement du capteur. Ces difficultés n'existent pas dans une solution selon le document EP 0 711 627 B I, dans laquelle est utilisé un capteur qui couvre la zone de travail du rayon laser et ne doit donc pas être entraîné, mais peut être fixe. Dans un mode de réalisation décrit ici pour un procédé et un dispositif, l'élément de parement intérieur d'un véhicule est maintenu sur un capteur à ultrasons et le rayon laser est guidé le long de la ligne destinée à la rupture, l'enlèvement de matière étant effectué sous la forme d'une rainure continue ou d'une rangée de trous de perforation (trous borgnes). Le mouvement du rayon laser doit être effectué par exemple par l'intermédiaire d'un système de miroirs mobiles, commandés dans leur position (ce qui peut se faire au moyen d'un scanner) ou le générateur de laser est fixé sur le bras de manipulation d'un robot. Le capteur à ultrasons détecte des signaux correspondant à l'épaisseur de la matière qui reste après l'entaillage effectué au moyen du rayon laser et délivre donc un signal de renvoi vers l'ordinateur central, afin de modifier la position du générateur de laser et/ou sa puissance de sortie et commander ainsi l'épaisseur de la matière subsistant après l'entaillage. to Une solution selon le document EP 0 711 627 B1 est avantageuse par rapport à une solution selon le document EP 0 827 802 B1, dans la mesure où le capteur et l'élément de parement intérieur restent stationnaires. Le seul mouvement du rayon laser permet, en cas de besoin, une plus grande vitesse de positionnement entre le rayon laser 15 et le lieu d'usinage respectif sur ].a ligne destinée à la rupture. Le fonctionnement pratique illimité d'un capteur à ultrasons élargi selon le document EP 0 711 627 B1 semble cependant douteux. La condition est que la surface du capteur soit en contact sans air avec la surface de l'élément de parement intérieur. Cela est difficile en 20 particulier lorsque la surface de l'élément de parement intérieur a une surface tridimensionnelle élargie ou lorsque cette surface comporte un profil en hauteur structuré. Le but de l'invention est de concevoir un autre procédé et un dispositif approprié à celui-ci, dans lequel est utilisé un capteur 25 différent d'un capteur à ultrasons pour détecter l'épaisseur résiduelle de la paroi. Cet objectif est atteint au moyen d'un procédé caractérisé en ce que le procédé de réalisation d'une ligne destinée à la rupture dans un élément de parement intérieur de véhicule (2), dans lequel un faisceau 30 laser (8) est dirigé le long d'une ligne destinée à la rupture sur une face intérieure d'un élément de parement intérieur de véhicule (2), maintenu de manière fixe dans un dispositif de fixation (1), et génère un enlèvement de matière sous forme de trous avec une épaisseur résiduelle de paroi en une pluralité de lieux d'usinage le long de la ligne destinée à la rupture, et dans lequel un capteur stationnaire, détectant la totalité du tracé de la ligne destinée à la rupture sur la face extérieure de l'élément de pareraient intérieur de véhicule (2), enregistre des valeurs de mesure, qui sont équivalentes à l'épaisseur résiduelle de paroi, et un générateur de faisceau laser (4), qui émet un faisceau laser to (8), est commandé en fonction des valeurs de mesure comparées à au moins une valeur de mesure de référence, caractérisé en ce que les valeurs de mesure sont des valeurs de tension, qui sont formées par l'intensité d'un faisceau de mesure, généré sur chaque lieu d'usinage et projeté sur des pixels, préalablement connus, d'une caméra matricielle, 15 et seules sont lues les valeurs cle tension de ces pixels et un dispositif caractérisé en ce que Dispositif de réalisation d'une ligne destinée à la rupture, qui est formée par des trous sur différents lieux d'usinage, dans un élément de parement intérieur de véhicule (2), comportant un dispositif laser (3), formé par un générateur de faisceau laser (4) et par 20 un dispositif de guidage des faisceaux, un dispositif de fixation (1), dans lequel est fixé l'élément de parement intérieur de véhicule (2) avec sa face intérieure orientée vers le dispositif laser (3), un capteur disposé de manière stationnaire sur le côté extérieur dont la zone de mesure couvre la totalité de la ligne destinée à la rupture, et une unité de 25 commande et de calcul (7), qui est reliée selon la technique des signaux au capteur et au générateur de faisceau laser (4), caractérisé en ce que le capteur est une caméra matricielle, dont les pixels peuvent être lus individuellement, et l'unité de commande et de calcul (7) est réalisée pour mémoriser les données de lieu, associées aux lieux d'usinage, des 30 pixels pour lesquels est escomptée une sollicitation par rayonnement lors de l'usinage sur le lieu d'usinage concerné, pour que seuls ces pixels soient lus. Des modes de réalisation améliorés avantageux sont décrits dans les sous-revendications. Le procédé et le dispositif sont expliqués ci-après de manière plus détaillée à l'appui du dessin, sur lequel : la figure 1 est une esquisse de principe d'un dispositif. Sur la figure 1 est représenté un dispositif selon l'invention. Il comporte un dispositif de fixation 1, dans lequel est maintenu l'élément de parement intérieur de véhicule 2 à usiner, un dispositif à laser 3, formé par un générateur de faisceau laser 4 et un dispositif de guidage des rayons, à savoir un réflecteur de balayage laser 5 dans le cas présent, une caméra matricielle stationnaire 6, à savoir une caméra matricielle CMOS dans le cas présent, ainsi qu'une unité de commande et de calcul 7. Le réflecteur de balayage laser 5 est positionné par rapport au dispositif de fixation 1, de sorte que son champ de travail, déterminé par les trajectoires de déplacement et les angles de basculement de ses éléments de diffraction, couvre totalement la ligne destinée à la rupture prévue sur un élément de parement intérieur de véhicule 2, maintenu sur le dispositif de fixation 1, ei: le faisceau laser 8, du côté de la face intérieure de l'élément de parement intérieur 2, est dirigé sur celui-ci. La caméra matricielle CMOS 6 est disposée par rapport au dispositif de fixation 1, de telle sorte que son champ de prise de vue, déterminé par la taille de la matrice, autorise une reproduction complète de la ligne destinée à ].a rupture prévue. Pour permettre cette reproduction complète, il est possible de disposer une optique, déviant le faisceau et/ou formant le faisceau, en amont de la caméra matricielle CMOS 6. L'unité de commande et de calcul 7 est reliée au générateur de faisceau laser 4, au réflecteur de balayage laser 5 et à la caméra matricielle CMOS 6 via des lignes de transmission de signaux. Elle est destinée à activer le générateur de faisceau laser 4 et le réflecteur de balayage laser 5, ainsi qu'à traiter et stocker les signaux de tension lus de la caméra matricielle CMOS 6. Pour la mise en oeuvre du procédé, des données de référence pour tous les points d'usinage le long de la ligne destinée à la rupture prévue sont mémorisées dans l'unité de commande et de calcul 7 pour l'élément de parement intérieur 2 à usiner. Les points d'usinage sont activés dans chaque cas les uns après les autres ou selon un régime de travail prédéfini. Les données de référence comportent les données suivantes associées respectivement à un lieu d'usinage : - des données de lieu destinées à l'identification des capteurs individuels (pixels) de la caméra matricielle CMOS 6, pour lesquels est escomptée une sollicitation par rayonnement lors de l'usinage sur le lieu d'usinage concerné, - des valeurs de référence relatives à l'intensité des signaux, générés par le rayonnement incident sur les pixels lorsqu'une épaisseur résiduelle de paroi prévue est atteinte, ainsi que - des données de position des éléments de diffraction du réflecteur 20 de balayage laser 5, au niveau desquels le faisceau laser est dirigé sur le lieu d'usinage. Les valeurs de référence peuvent être différentes pour chacun des lieux d'usinage. Cela est même nécessaire lorsque, avec un élément de parement intérieur 2 de forme tridimensionnelle, les lieux d'usinage 25 sont situés à une distance différente de la caméra matricielle CMOS 6 et donc la perte d'intensité est différente en fonction de la distance par rapport à la caméra. Les valeurs de référence sont obtenues par mesure et par l'usinage test d'éléments de parement intérieur de référence et sont 30 mémorisées sous forme associée à chaque lieu d'usinage. Avec une caméra matricielle CMOS 6, les capteurs individuels, qui sont agencés sous la forme d'une matrice, c'est-à-dire en forme de colonnes et de lignes, sont des capteurs pixels actifs, à partir desquels peut être lu directement le signal de tension, dû à l'intensité du rayon incident, de chaque pixel individuel. Compte tenu de la connaissance précédente des pixels, qui probablement ont été sollicités chacun par rayonnement en un lieu d'usinage déterminé, seuls ces pixels sont lus. Une caméra matricielle CMOS 6, en raison de sa faible sensibilité aux rayons infrarouges, n'est pas apte à détecter un rayonnement io thermique. Néanmoins, il se peut qu'à l'avenir on disposera également de caméras matricielles, avec lesquelles les rayons infrarouges peuvent également être détectés et les signaux de tension générés peuvent être lus individuellement pixel par pixel. Il est essentiel pour l'invention que la caméra matricielle CMOS 6 15 utilisée soit formée par une pluralité de pixels, qui peuvent être lus individuellement et qui forment un plan d'image, sur lequel peut être reproduit la totalité du tracé de la ligne destinée à la rupture. De manière idéale, une telle caméra matricielle CMOS 6 n'est sensible que sur une étroite zone, incluant la longueur d'onde du rayon 20 de mesure, ce qui peut être réalisé par l'utilisation de filtres correspondants dans l'optique de la caméra. Des caméras matricielles CMOS 6 usuelles sont cependant sensibles à toute la lumière visible, il est donc nécessaire d'obscurcir toute la lumière étrangère. C'est pourquoi la caméra matricielle CMOS 6 25 est logée dans une chambre opaque à la lumière, qui est fermée par la partie de l'élément de parement intérieur dans laquelle doit être réalisée la ligne destinée à la rupture. Étant donné que l'intensité du rayonnement décroît avec le carré de la distance et que les intensités, qui doivent être détectées, sont 30 uniquement de faibles intensités, on a tendance à vouloir positionner la caméra matricielle CMOS 6 si possible directement derrière la face extérieure. À cela s'oppose le fait que la surface de réception (matrice) est nettement plus petite que la surface de l'objet qui doit entourer complètement la ligne destinée à la rupture, moyennant quoi il se forme une distance minimale en fonction de l'angle d'ouverture de l'objectif de la caméra. En alternative, il est possible d'utiliser plusieurs caméras, qui reproduisent chacune seul ment des zones partielles de la ligne destinée à la rupture et peuvent donc être disposées plus près. Le procédé est expliqué ci-après de manière plus détaillée à 10 l'appui d'un exemple de réalisation. Après qu'un élément de parement intérieur de véhicule 2 ait été fixé sur le dispositif de fixation 1 et que, à cet effet, la caméra matricielle CMOS 6 ait été agencée de manière opaque à la lumière, les éléments de diffraction du réflecteur de balayage laser 5 sont 15 positionnés de telle sorte qu'un faisceau laser 8, émis par le générateur de laser 4, soit dirigé sur un premier lieu d'usinage sur la ligne destinée à la rupture prévue de l'élément de parement intérieur 2. Le générateur de faisceau laser 4 est activé et le faisceau laser est projeté sur le premier lieu d'usinage, où est généré un trou dont la 20 profondeur augmente jusqu'à un e épaisseur résiduelle de paroi prévue. Conformément aux données de lieu associées à ce premier lieu d'usinage, il se produit une lecture exacte des pixels sur lesquels est projeté un rayonnement généré sur ce premier lieu d'usinage. La détection du faisceau laser d'usinage, c'est-à-dire d'une part 25 du rayon laser 8 transmise par le matériau, est avantageuse. Le rayonnement détecté (rayon de mesure) peut cependant aussi, en fonction des propriétés de détection de la caméra matricielle CMOS 6, être un rayonnement auxiliaire, qui est injecté dans le trou en formation, un rayonnement thermique, généré par l'usinage, ou un 30 rayonnement plasma provoqué. L'intensité du rayonnement projeté sur les pixels actifs est intégrée en fonction du lieu par l'intermédiaire de ces pixels et en fonction du temps par l'intermédiaire d'une fenêtre de temps définie et est comparée à une valeur de mesure de référence, mémorisée pour ce lieu d'usinage. La mesure est réitérée jusqu'à ce que la valeur de mesure atteigne la valeur de mesure de référence. À ce moment, le générateur de faisceau laser 4 est alors désactivé. Les éléments de diffraction du réflecteur de balayage laser 5 sont ensuite, conformément aux données de position pour le deuxième lieu d'usinage, amenés dans une autre position, de telle sorte que le faisceau laser 8 est projeté sur l'élément de parement intérieur 2 au niveau du deuxième lieu d'usinage. Le procédé est poursuivi, comme il a été décrit à l'appui du premier lieu d'usinage, jusqu'à ce qu'un trou ait été ménagé sur tous les lieux d'usinage. Dans le premier exemple de réalisation, les éléments de diffraction du réflecteur de balayage laser 5 restent dans leur position respective pendant que le générateur de faisceau laser 4 est activé. De ce fait, il se forme un trou rond indépendant du temps d'usinage. En raison de la vitesse de positionnement élevée possible, c'est-à-dire la vitesse pour parvenir d'un lieu d'usinage à un autre, laquelle vitesse peut être atteinte au moyen d'un réflecteur de balayage laser 5, la durée du processus lors du guidage du rayon laser 8 par l'intermédiaire d'un réflecteur de balayage laser 5 peut, malgré l'immobilisation des éléments de diffraction pendant l'usinage, être nettement diminuée par rapport à la durée du processus avec un faisceau laser 8 guidé en continu, même si, en faveur d'une plus faible puissance de laser, le temps d'usinage pour un trou individuel est augmenté. Un deuxième exemple de réalisation se différencie du premier par le fait que le dispositif de guidage du rayonnement est un bras de robot actionné, qui est relié au générateur de faisceau laser 4. Le bras de robot décrit un mouvement uniforme le long de la ligne destinée à la rupture prévue. De même que dans le premier exemple de réalisation, le générateur de faisceau laser 4 est activé lorsque le faisceau laser 8 parvient sur un lieu d'usinage prévu. À la différence du premier exemple de réalisation, le faisceau laser 8 doit être déplacé en continu pendant chaque processus d'enlèvement de matière. Afin que le trou en formation ait une section qui diverge aussi faiblement que possible de la forme ronde, la puissance du laser et la vitesse d'avance doivent être ajustées l'une à l'autre. En d'autres termes, pour obtenir une faible puissance de laser, il faut aussi choisir une vitesse d'avance relativement faible, sinon il se forme des trous oblongs élargis. De ce fait également, la vitesse de positionnement est plus faible que dans le premier exemple de réalisation. Ce deuxième exemple de réalisation est limité au fait que seuls des lieux d'usinage juxtaposés peuvent être usinés. Afin qu'il subsiste une barrette de matière entre les trous pour supporter une couche de recouvrement d'une structure multicouche de l'élément de parement intérieur 2, les trous borgnes sont ménagés à une distance minimale les uns des autres. Lors de l'usinage de lieux d'usinage adjacents, il faut, au moment du choix de cette distance minimale, tenir compte de la sollicitation thermique déjà générée au niveau du deuxième lieu d'usinage par l'usinage sur le premier lieu d'usinage. La sollicitation thermique peut être diminuée lorsqu'il faut usiner les uns après les autres non pas des trous juxtaposés, mais lorsque des trous écartés les uns des autres doivent être usinés successivement selon un régime défini, ce qui permet un refroidissement autour du lieu d'usinage respectif. Un procédé selon l'invention est particulièrement avantageux pour de tels régimes d'usinage, car la pièce à usiner, c'estùàùdire l'élément de parement intérieur 2, et le capteur, à savoir ici une caméra matricielle CMOS 6, restent stationnaires et, de ce fait, un mouvement rapide du rayon laser 8 par l'intermédiaire du réflecteur de balayage laser 5 est totalement épuisé. À titre d'exemple, un tel régime de travail défini pour la réalisation de 400 trous par exemple peut se dérouler en un cycle : 1+n ; 50+n, 100+n, 150+n, sachant que 1 / = 48. Après que le premier trou d'un cycle ait été réalisé, ce lieu d'usinage peut refroidir le triple du temps pour un trou, avant qu'un trou adjacent soit réalisé. La valeur de l'épaisseur résiduelle de la paroi pour que la résistance à la rupture ne soit pas trop grande et qu'en même temps lo cependant la ligne destinée à la rupture ne soit pas perceptible à l'oeil nu, est fonction de la résistance du matériau (en présence d'une structure multicouche, le matériau de la couche de recouvrement), du tracé de la ligne destinée à la rupture et de la structure de surface. L'épaisseur résiduelle de la paroi ne doit pas forcément être maintenue 15 complètement sur la section du trou, c'est-à-dire que le trou, qui en principe est un trou borgne, peut aussi être réalisé sous la forme d'une microperforation. REVENDICATIONS 1. Procédé de réalisation d'une ligne destinée à la rupture dans un élément de parement intérieur de véhicule (2), dans lequel un faisceau laser (8) est dirigé le long d'une ligne destinée à la rupture sur une face intérieure d'un élément de parement intérieur de véhicule (2), maintenu de manière fixe dans un dispositif de fixation (1), et génère un enlèvement de matière sous forme de trous avec une épaisseur résiduelle de paroi en une pluralité de lieux d'usinage le long de la ligne destinée à la rupture, et dans lequel un capteur stationnaire, détectant la totalité du tracé de la ligne destinée à la rupture sur la face extérieure de l'élément de parement intérieur de véhicule (2), enregistre des valeurs de mesure, qui sont équivalentes à l'épaisseur résiduelle de paroi, et un générateur de faisceau laser (4), qui émet un faisceau laser (8), est commandé en fonction des valeurs de mesure comparées à au moins une valeur de mesure de référence, caractérisé en ce que les valeurs de mesure sont des valeurs de tension, qui sont formées par l'intensité d'un faisceau de mesure, généré sur chaque lieu d'usinage et projeté sur des pixels, préalablement connus, d'une caméra matricielle, et seules sont lues les valeurs de tension de ces pixels. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le faisceau de mesure est une partie du faisceau laser (8). 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le faisceau de mesure est un faisceau auxiliaire supplémentaire. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le faisceau de mesure est un rayon infrarouge. 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le faisceau de mesure est un rayon plasma. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, 30 caractérisé en ce que des trous non juxtaposés sont usinés les uns 12après les autres selon un régime de travail prédéfini, afin de permettre un refroidissement du lieu d'usinage précédent. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que le faisceau laser (8) est guidé par un réflecteur de balayage. 8. Dispositif de réalisation d'une ligne destinée à la rupture, qui est formée par des trous sur différents lieux d'usinage, dans un élément de parement intérieur de véhicule (2), comportant un dispositif laser (3), formé par un générateur de faisceau laser (4) et par un dispositif de guidage des faisceaux, un dispositif de fixation (1), dans lequel est fixé l'élément de parement intérieur de véhicule (2) avec sa face intérieure orientée vers le dispositif laser (3), un capteur disposé de manière stationnaire sur le côté extérieur dont la zone de mesure couvre la totalité de la ligne destinée à la rupture, et une unité de commande et de calcul (7), qui est reliée selon la technique des signaux au capteur et au générateur de faisceau laser (4), caractérisé en ce que le capteur est une caméra matricielle, dont les pixels peuvent être lus individuellement, et l'unité de commande et de calcul (7) est réalisée pour mémoriser les données de lieu, associées aux lieux d'usinage, des pixels pour lesquels est escomptée une sollicitation par rayonnement lors de l'usinage sur le lieu d'usinage concerné, pour que seuls ces pixels soient lus. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que la caméra matricielle est une caméra matricielle CMOS (6). 10. Dispositif selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que plusieurs caméras matricielles sont disposées en lieu et place d'une caméra matricielle, leurs zones de mesure couvrant chacune des zones partielles de la ligne destinée à la rupture. 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 8 à 11, caractérisé en ce que le dispositif de guidage des faisceau est un 30 réflecteur de balayage laser (5).