Brevet FR2927166A1 — publié le 20090807

PROCEDE ET DISPOSITIF DE CONTROLE D'UNE OPERATION D'ASSEMBLAGE, APPLICATION AUX LIGNES DE FABRICATION [0001] L'invention concerne un procédé de contrôle d'une opération visant à assembler une première pièce avec une seconde pièce suivant un effort supérieur ou égal à un effort prédéfini. L'invention concerne également un dispositif pour le contrôle d'une telle opération d'assemblage ainsi qu'une ligne de fabrication comportant au moins une telle opération d'assemblage. [0002] Afin de garantir la qualité de l'assemblage de certaines io pièces dites sécuritaires, il est impératif de contrôler si les opérations d'assemblage ont été réalisées conformément à l'effort d'assemblage spécifié dans le cahier des charges. En particulier, lorsqu'il s'agit d'opération de vissage, il est nécessaire de contrôler si le couple de serrage qui a été appliqué n'est pas inférieur à celui imposé par le 15 cahier des charges. [0003] Il est connu de l'art antérieur, et notamment dans la demande FR2341397, des dispositifs de vissage dotés de moyens de contrôle du couple de vissage. Ces moyens comprennent des barres de torsion et des jauges de contraintes destinées à mesurer le couple 20 appliqué aux barres de torsion. [0004] Toutefois, l'installation et la maintenance de ce type de dispositif sur une ligne de production alourdit considérablement les coûts de fabrication. [0005] C'est pourquoi, notre invention a pour finalité de contrôler 25 les opérations de vissage de manière simple et économique. De manière plus générale, l'invention a pour finalité de contrôler à moindre coût l'effort d'assemblage appliqué lors des opérations d'assemblage sur les lignes de production. [0006] Plus précisément, l'invention a pour objet un procédé de 3o contrôle d'une opération visant à assembler une première pièce avec une seconde pièce suivant un effort supérieur ou égal à un effort prédéfini, caractérisé en ce que : - on dispose d'abord dans une zone de l'assemblage soumise à l'effort d'assemblage, des moyens aptes à répondre à un signal reçu, lesdits moyens étant dégradés au moins provisoirement lorsqu'ils sont soumis à un effort supérieur ou égal à l'effort prédéfini, - puis on effectue l'opération d'assemblage de la première pièce avec la seconde, Io - puis on contrôle l'aptitude des moyens à répondre à un signal reçu. [0007] Selon certaines caractéristiques selon lesquelles l'opération d'assemblage étant respectivement une opération de vissage suivant un couple de serrage spécifié, une opération de 15 rivetage suivant une force de rivetage spécifiée, une opération de boulonnage suivant un couple de serrage spécifié, les moyens aptes à répondre à un signal reçu sont intégrés respectivement à la vis, au rivet, à l'écrou ou au boulon. [0008] Selon d'autres caractéristiques, les moyens aptes à 20 répondre à un signal reçu comprennent un matériau et un transpondeur de sorte que lorsqu'un effort supérieur ou égal à l'effort prédéfini s'exerce sur les moyens aptes à répondre à un signal reçu, le matériau se déforme de sorte que le transpondeur est dégradé au moins provisoirement. 25 [0009] Selon d'autres caractéristiques, les moyens aptes à répondre à un signal reçu comprennent une partie mâle et une partie femelle raccordables entre elles et entre lesquelles sont disposés le transpondeur ainsi que le matériau de sorte que lorsqu'un effort supérieur ou égal à l'effort prédéfini s'exerce sur les moyens aptes à 30 répondre à un signal reçu, le matériau se déforme en provoquant le raccordement de la partie mâle et de la partie femelle, lequel raccordement provoque la dégradation du transpondeur. [00010] L'invention à également pour objet un dispositif pour le contrôle d'une opération visant à assembler une première pièce avec une seconde pièce suivant un effort supérieur ou égal à un effort prédéfini, caractérisé en ce qu'il comprend un matériau et un transpondeur de sorte que lorsqu'un effort supérieur ou égal à l'effort prédéfini s'exerce sur le dispositif, le matériau se déforme de sorte que le transpondeur est dégradé au moins provisoirement. [00011] Selon certaines caractéristiques, le dispositif comprend io une partie mâle et une partie femelle raccordables entre elles et entre lesquelles sont disposés le transpondeur ainsi que le matériau de sorte que lorsqu'un effort supérieur ou égal à l'effort prédéfini s'exerce sur le dispositif, le matériau se déforme en provoquant le raccordement de la partie mâle et de la partie femelle, lequel 15 raccordement provoque la dégradation du transpondeur. [00012] Selon d'autres caractéristiques, le transpondeur est une étiquette RFID. [00013] Selon d'autres caractéristiques, le dispositif forme une rondelle élastique. 20 [00014] L'invention a également pour objet une pièce comportant un perçage permettant une opération d'assemblage par vissage, boulonnage ou rivetage avec une pièce, caractérisé en ce que le perçage est obturé par une étiquette RFID, de sorte que lors de l'assemblage des pièces, l'étiquette RFID est dégradée par 25 perforation. [00015] L'invention a également pour objet une ligne de fabrication mettant en oeuvre une pluralité d'opérations d'assemblage contrôlées par le procédé selon l'invention, caractérisée en ce que chaque opération contrôlée correspond à un transpondeur distinct et en ce 30 que la ligne comporte des moyens aptes à tester une pluralité de transpondeurs, regroupés en un même point. [00016] D'autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description ci-après effectuée, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux figures dans lesquelles : - La figure 1 représente une vue en coupe d'un mode de réalisation de l'invention. - La figure 2 représente une vue en coupe d'un détail particulier de l'invention. [00017] La figure 1 représente un mode de réalisation de l'invention. II s'agit d'un assemblage classique de deux pièces 20 et io 30 suivant une opération de vissage mettant en oeuvre une vis 40 et un couple de serrage prédéfini dans le cahier des charges. Notons que le couple de serrage sert d'une part à mettre en tension la vis pour maintenir les pièces 20 et 30 en contact, et d'autre part à compenser les efforts additionnels éventuels dus par exemple à des chocs ou à 15 des vibrations. [00018] Selon l'invention, on dispose d'abord dans une zone soumise au couple de serrage, des moyens 10 aptes à répondre à un signal reçu, lesdits moyens devenant inaptes lorsqu'ils sont soumis à un couple de serrage supérieur ou égal au couple prédéfini. Dans le 20 mode de réalisation représenté en figure 1, les moyens 10 sont disposés entre la tête 41 de la vis et la pièce 20, de sorte que lors du vissage, la tête 41 va exercer un effort sur les moyens 10. [00019] Bien entendu, il serait aussi possible de disposer les moyens 10 entre la pièce 20 et la pièce 30, de sorte que lors du 25 vissage, l'effort s'exercerait de la même façon sur les moyens 10 pris en étau entre les deux pièces 20 et 30. [00020] Ensuite, la vis 40 est vissée dans les pièces 20 et 30 jusqu'à ce que la tête 41 de la vis vienne en appui sur les moyens 10 et exerce une certaine tension dans l'assemblage constitué par les 30 pièces 20 et 30. La tension de cet assemblage, dit précontraint, est fonction du couple de serrage prédéfini généralement au cahier des charges. Selon le principe de l'invention, on soumet à la tension de l'assemblage, les moyens 10 qui deviennent inaptes lorsqu'ils sont soumis à un couple supérieur ou égal au couple de serrage prédéfini au cahier des charges. [00021] Puis on contrôle l'aptitude des moyens 10 à répondre à un signal reçu, de manière à déterminer si l'opération d'assemblage a été effectuée suivant un effort supérieur ou égal au couple de serrage prédéfini. [00022] Dans le cas où l'opération de vissage est réalisée sur une io ligne de production, le contrôle consiste en l'envoi d'un signal depuis une borne fixe de la ligne pour vérifier si les moyens 10 sont toujours en mesure de répondre. Selon les cas, il peut être intéressant de contrôler l'opération de vissage juste après que celle-ci a été réalisée. En effet, en cas de non conformité et si le processus de fabrication 15 autorise les reprises sur la ligne de fabrication, cela permet de rectifier le défaut immédiatement. En revanche, si le processus de fabrication n'autorise pas les reprises, il est aussi possible d'effectuer le contrôle en fin de ligne de production. Dans ce cas, lorsqu'on constate que les moyens 10 sont aptes à recevoir un signal en fin de 20 ligne, le produit est envoyé au rebut. [00023] Avantageusement et comme représenté sur la figure 2, les moyens 10 aptes à répondre à un signal reçu comprennent une partie mâle 11 et une partie femelle 12 raccordables entre elles et entre lesquelles sont disposés un transpondeur 14 ainsi qu'un matériau 25 déformable 13 de sorte que lorsqu'un effort supérieur ou égal au couple de serrage prédéfini s'exerce sur les moyens 10, le matériau 13 se déforme provoquant le raccordement de la partie mâle et de la partie femelle, lequel raccordement provoque la destruction du transpondeur 14, dès lors inapte à répondre à un signal. 30 [00024] Bien entendu, il revient à l'Homme du Métier de concevoir les moyens 10 en fonction du couple de serrage prédéfini. Pour ce faire, l'Homme du Métier pourra utiliser la formule de Kellermann et Klein qui relie la tension de précontrainte de la vis au couple de serrage : .: .-.1.6 R, ,. F : Tension de la vis C : Couple de Serrage P : Pas de la vis Rh : Rayon moyen sous tête de vis h : frottement sous tête de vis Rt : Rayon moyen du filetage io t : frottement du filetage [00025] Cette force de précontrainte F est également la pression qu'exerce la tête 41 de la vis 40 sur les moyens 10. II convient alors de choisir et de dimensionner le matériau déformable 13 de manière à ce que sa déformation sous la force de précontrainte F permette un 15 raccordement suffisant de la pièce mâle 11 avec la pièce femelle 12 pour que le transpondeur 14 soit détruit. [00026] Avantageusement le transpondeur est une étiquette RFID (Radio Frequency Identification). Ces étiquettes sont capables de recevoir un signal radio et de renvoyer immédiatement en réponse un 20 signal radio particulier. [00027] Dans le cas où le procédé conforme à l'invention est appliqué sur une ligne de fabrication où interviennent plusieurs opérations d'assemblage, et où les transpondeurs sont une étiquette RFID, il est avantageux de contrôler depuis une seule borne 25 positionnée en fin de ligne, l'ensemble de l'opération d'assemblage. [00028] L'étiquette RFID est un composant électronique simple de fabrication qui comporte principalement une puce électronique et une antenne bobinée ou imprimée sur l'étiquette. C'est le graphisme de l'antenne qui caractérise le signal émis par l'étiquette et qui permet ainsi de les distinguer les unes des autres. la conformité de chacune des opérations d'assemblage en envoyant successivement plusieurs signaux permettant d'identifier les étiquettes RFID encore opérationnelles. Ainsi, il est possible d'identifier laquelle des opérations d'assemblage n'est pas conforme en utilisant des étiquettes distinctes selon les opérations d'assemblages effectuées. [00029] Avantageusement, les moyens 10 sont intégrés à la vis 40, io ce qui réduit les opérations de manutention lors du vissage. Plus exactement, les moyens 10 sont solidaires de la tête 41 de la vis de manière à venir en appui contre la pièce 20 lors du vissage. [00030] Avantageusement, les moyens 10 forment une rondelle, de sorte qu'il est très facile de les monter sur la vis 40 avant l'opération 15 de vissage. [00031] On notera par ailleurs qu'il est possible d'appliquer l'invention au contrôle de la conformité d'autres types d'assemblage que le vissage, tels que le rivetage, le boulonnage, le clinchage, le frettage. 20 [00032] II est avantageux, dans le cas où l'opération d'assemblage est une opération de rivetage suivant une force de rivetage spécifiée, d'intégrer au rivet les moyens aptes à répondre à un signal reçu. [00033] II est avantageux, dans le cas où l'opération d'assemblage est une opération de boulonnage suivant un couple de serrage 25 spécifié, d'intégrer à l'écrou ou au boulon les moyens aptes à répondre à un signal reçu. [00034] Selon un autre mode de réalisation (non représentés sur les figures), et dans le cas où il est question d'assembler deux pièces par vissage, rivetage ou boulonnage, il peut être intéressant de fixer 30 une étiquette RFID sur l'une des pièces de manière à obturer les perçages destinés à accueillir les vis, les rivets ou respectivement les boulons. Ainsi, lors du passage de la vis, du rivet ou respectivement du boulon, l'étiquette RFID est perforée et donc dégradée. De ce fait, ce mode de réalisation particulièrement simple permet de détecter si l'opération d'assemblage a été effectuée. [00035] Selon un autre mode de réalisation (non représentés sur les figures), il peut être intéressant d'utiliser des moyens 10 constitué d'un matériau élastiquement déformable et intégrant un transpondeur de sorte que lorsqu'un effort supérieur ou égal à l'effort prédéfini s'exerce sur les moyens 10, le matériau se déforme de sorte que le io transpondeur devient provisoirement inopérant. De plus, lorsque le matériau élastiquement déformable retrouve sa forme initiale, le transpondeur redevient opérationnel. Ce mode de réalisation présente l'avantage de contrôler la pérennité de l'assemblage. Ainsi, dans le cas des opérations de vissage, il est possible de vérifier que 15 l'assemblage reste bien vissé. REVENDICATIONS 1. Procédé de contrôle d'une opération visant à assembler une première pièce (20) avec une seconde pièce (30) suivant un effort supérieur ou égal à un effort prédéfini, caractérisé en ce que : on dispose d'abord dans une zone de l'assemblage soumise à l'effort d'assemblage, des moyens (10) aptes à répondre à un signal reçu, lesdits moyens étant dégradés au moins provisoirement lorsqu'ils sont soumis à un effort supérieur ou égal à l'effort prédéfini, - puis on effectue l'opération d'assemblage de la première pièce (20) avec la seconde (30), - puis on contrôle l'aptitude des moyens (10) à répondre à un signal reçu. 2. Procédé de contrôle suivant la revendication 1, l'opération d'assemblage étant respectivement une opération de vissage suivant un couple de serrage spécifié, une opération de rivetage suivant une force de rivetage spécifiée, une opération de boulonnage suivant un couple de serrage spécifié, caractérisé en ce que les moyens (10) aptes à répondre à un signal reçu sont intégrés respectivement à la vis (40), au rivet, à l'écrou ou au boulon. 3. Procédé de contrôle suivant l'une quelconques des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens (10) aptes à répondre à un signal reçu comprennent un matériau (13) et un transpondeur (14) de sorte que lorsqu'un effort supérieur ou égal à l'effort prédéfini s'exerce sur les moyens aptes à répondre à un signal reçu, le matériau (13) se déforme de sorte que le transpondeur (14) est dégradé au moins provisoirement.l0 4. Procédé de contrôle suivant la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens (10) aptes à répondre à un signal reçu comprennent une partie mâle (11) et une partie femelle (12) raccordables entre elles et entre lesquelles sont disposés le transpondeur (14) ainsi que le matériau (13) de sorte que lorsqu'un effort supérieur ou égal à l'effort prédéfini s'exerce sur les moyens aptes à répondre à un signal reçu, le matériau (13) se déforme en provoquant le raccordement de la partie mâle et de la partie femelle, lequel raccordement provoque la io dégradation du transpondeur (14) 5. Dispositif pour le contrôle d'une opération visant à assembler une première pièce (20) avec une seconde pièce (30) suivant un effort supérieur ou égal à un effort prédéfini, caractérisé en ce qu'il comprend un matériau (13) et un transpondeur (14) de sorte 15 que lorsqu'un effort supérieur ou égal à l'effort prédéfini s'exerce sur le dispositif, le matériau (13) se déforme de sorte que le transpondeur (14) est dégradé au moins provisoirement. 6. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend une partie mâle (11) et une partie femelle (12) 20 raccordables entre elles et entre lesquelles sont disposés le transpondeur (14) ainsi que le matériau déformable (13) de sorte que lorsqu'un effort supérieur ou égal à l'effort prédéfini s'exerce sur le dispositif, le matériau (13) se déforme en provoquant le raccordement de la partie mâle et de la partie femelle, lequel 25 raccordement provoque la dégradation du transpondeur (14). 7. Dispositif selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que le transpondeur (14) est une étiquette RFID. 8. Dispositif suivant l'une quelconques des revendications 7 à 9, caractérisé en ce qu'il forme une rondelle élastique. 30 9. Pièce (20) comportant un perçage de manière à être assemblée par vissage, boulonnage ou rivetage à une pièce (30),caractérisé en ce que le perçage est obturé par une étiquette RFID, de sorte que lors de l'assemblage des pièces (20) et (30), l'étiquette RFID est dégradée par perforation. 10. Ligne de fabrication mettant en oeuvre une pluralité d'opérations d'assemblage contrôlées par le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que chaque opération contrôlée correspond à un transpondeur distinct et en ce que la ligne comporte des moyens aptes à tester une pluralité de transpondeurs, regroupés en un même point. Io