Brevet FR2959144A1 — publié le 20111028

PROCEDE D'OPTIMISATION POUR UN OUTIL DE POINÇONNAGE La présente invention concerne un procédé d'optimisation de la fabrication d'un outil de poinçonnage destiné à réaliser des trous sur la surface d'une pièce de carrosserie de véhicule selon un cahier des charges donné. Il est connu d'utiliser l'outil natif d'un logiciel de CAO pour dessiner un trou poinçonné dans une pièce. Celui-ci permet d'indiquer la dimension souhaitée d'un trou, cette dimension n'étant pas soumise à des restrictions particulières. Ces trous sont ensuite analysés un par un pour la validation de toutes les règles métiers entrant dans le procédé de réalisation des trous, telles que le respect du plat minimum nécessaire pour l'outil de poinçonnage ou bien l'angle d'inclinaison entre la direction de poinçonnage et la normale à la surface cet angle devant respecter certaines règles d'usinage. Enfin, les représentations graphiques en trois dimensions de la surface de la pièce de carrosserie à poinçonner sont projetées dans des plans en deux dimensions, sur lesquels toutes les informations relatives aux trous sont renseignées manuellement, ce qui devient vite laborieux à partir d'une certaine quantité de trous. Suite à ces paramètres, le frappeur construit l'outil de poinçonnage en usine. Pour cela, il se sert des axes de poinçonnage de chaque trou. Néanmoins, la construction de cet outil peut nécessiter des poinçons ayant une dimension spécifique non standard ce qui augmente les coûts et le temps de réalisation. La présente invention a pour but de résoudre tout ou partie des inconvénients mentionnés ci-dessus. A cet effet, la présente invention a pour objet un procédé d'optimisation de la fabrication d'un outil de poinçonnage destiné à réaliser des trous sur la surface d'une pièce de carrosserie de véhicule selon un cahier des charges donné caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à utiliser un outil virtuel mis en oeuvre par un programme d'ordinateur pour saisir des paramètres représentatifs des trous à poinçonner, et pour le moins les dimensions de ces trous à poinçonner, faciliter la sélection de valeurs de dimensions standards de trous à poinçonner disponibles via l'affichage d'une base de données, représenter les trous et ses paramètres sur une représentation graphique en trois dimensions de la surface de la pièce de carrosserie à poinçonner, renvoyer des informations sur la faisabilité des trous à poinçonner par rapport aux paramètres et aux dimensions de trous sélectionnées, et revenir à l'étape de saisie des paramètres pour saisir de nouveaux paramètres si les paramètres et/ou les dimensions de trous sélectionnées ne satisfont pas au mieux le cahier des charges, collecter l'ensemble des derniers paramètres satisfaisant au mieux le cahier des charges pour les trous à poinçonner, et utiliser ces derniers paramètres pour fabriquer l'outil de poinçonnage. Ces dispositions permettent de créer des trous avec des dimensions standards et donc de fabriquer rapidement et à moindre coût des outils de poinçonnage selon des critères définis dans le cahier des charges tout en affichant, dans une représentation graphique en trois dimensions, des paramètres influant directement sur la faisabilité du procédé de réalisation tel que par exemple le plat minimum nécessaire pour la matrice du poinçon, la direction du poinçonnage, la normale à la surface, avec de plus la possibilité de simplifier les reprises c'est-à-dire de modifier les axes de poinçonnage et d'autres paramètres pour se rapprocher au mieux des exigences du cahier des charges. Selon une mise en oeuvre du procédé, les paramètres représentatifs des trous à poinçonner sont choisis dans la liste des paramètres suivants l'identification de la surface de carrosserie à poinçonner, la localisation du point au centre du trou à poinçonner sur ladite surface, la direction de poinçonnage par la poinçonneuse, l'épaisseur de la tôle à poinçonner, la fonction principale du trou, telle que fixation ou passage, la forme du trou, telle que boutonnière, ronde, carrée, et le type d'interface interagissant avec le trou, telle qu'agrafe ou clip. Ces paramètres permettent de définir des informations nécessaires à la réalisation d'un trou sur une surface de carrosserie par un outil de poinçonnage. Selon une mise en oeuvre du procédé, les informations renvoyées sur la faisabilité des trous à poinçonner comprennent la valeur du tolérancement, le type de procédé de poinçonnage employé tel qu'en direct ou en coulisseau, et la valeur de la tolérance d'ovalisation. Cette disposition permet au concepteur de reprendre de nouvelles valeurs de paramètres principalement afin d'augmenter la qualité et de baisser les coûts de fabrication par exemple en essayant d'éviter d'avoir un poinçonnage en coulisseau plus coûteux à réaliser qu'un poinçonnage direct. La tolérance d'ovalisation exprime quant à elle davantage un critère de qualité dans la réalisation du trou. En effet, plus la direction de poinçonnage est en biais par rapport à la normale à la surface, moins le trou sera réellement rond, c'est-à-dire plus il sera ovalisé. Cette disposition permet de réduire les coûts de réalisation des trous de poinçonnage en limitant leurs dimensions à des dimensions standards ne nécessitant pas d'outils spécifiques pour la fabrication de l'outil de poinçonnage. Selon une mise en oeuvre du procédé, la représentation des paramètres sur la représentation graphique en trois dimensions de la surface de la pièce de carrosserie à poinçonner comprend des représentations géométriques et des représentations numériques. Cette disposition permet de renseigner rapidement à un même 15 endroit toutes les informations concernant un trou en particulier. Selon une mise en oeuvre du procédé, la collecte de l'ensemble des derniers paramètres satisfaisant au mieux le cahier des charges pour les trous à poinçonner est réalisée par un opérateur. Cette disposition permet à l'opérateur de relever l'ensemble des 20 paramètres nécessaires à la configuration manuelle de sa poinçonneuse. Selon une autre mise en oeuvre du procédé, la collecte de l'ensemble des derniers paramètres satisfaisant au mieux le cahier des charges pour les trous à poinçonner est réalisée par le stockage de ces paramètres dans une base de données électronique. 25 Cette disposition permet d'automatiser le poinçonnage en mettant à disposition d'une interface les valeurs des paramètres stockés dans la base de données afin qu'elles soient automatiquement utilisées par un outil de poinçonnage. Selon une mise en oeuvre du procédé, l'utilisation des derniers 30 paramètres pour configurer la poinçonneuse consiste à construire un outil de poinçonnage. Cette disposition permet de construire des outils de poinçonnage peu coûteux du fait de leur fabrication à partir de poinçons de dimensions standards. Selon une mise en oeuvre du procédé, des outils standards de vérifications de règles de fabrication sont utilisés pour obtenir des informations supplémentaires sur la faisabilité de la réalisation des trous de poinçonnage. Cette disposition permet par exemple de vérifier très rapidement le respect ou non de tous les plats minimum de chacun des trous. De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, des exemples d'application du procédé d'optimisation de la fabrication d'un outil de poinçonnage et de la figure annexée représentant à titre d'exemple une mise en oeuvre du procédé selon l'invention. Ce procédé d'optimisation est appliqué en appelant un outil virtuel depuis un logiciel de conception assistée par ordinateur comme Catia®. Une fois la surface d'une pièce de carrosserie de véhicule générée en trois dimensions par Catia®, l'utilisateur clique sur l'icône correspondant à cet outil virtuel pour utiliser 1 l'outil virtuel. Le fait de cliquer sur cette icône provoque l'affichage d'une fenêtre demandant de sélectionner les données d'entrée du trou. L'opérateur clique graphiquement les données d'entrée concernant l'identification de la surface à poinçonner, la localisation du point au centre du trou à poinçonner sur ladite surface, la direction de poinçonnage par la poinçonneuse, l'épaisseur de la tôle à poinçonner et les dimensions du trou. Puis en cliquant sur un bouton « paramètres » il apparait un tableau avec des cases vides demandant à l'opérateur de renseigner des paramètres sélectionnable par le menu déroulant. Parmi ces paramètres, il est demandé d'indiquer la fonction principale du trou, par exemple fixation ou passage, la forme du trou, telle que boutonnière, ronde, carrée, et le type d'interface interagissant avec le trou, telle qu'agrafe ou clip. Le fait de remplir ces cases permet de comparer 3 les dimensions saisies avec des dimensions standards contenues dans une base de données 4, et d'afficher 6 automatiquement toutes les autres informations concernant la faisabilité du trou à poinçonner telles que la valeur de tolérancement, le procédé de poinçonnage employé, en direct ou en coulisseau, et la valeur de tolérance d'ovalisation. Si ces paramètres sont satisfaisants pour les exigences du cahier des charges alors l'opérateur clique sur le bouton « OK » pour créer un trou dans la représentation en trois dimensions de la surface de la pièce de carrosserie de véhicule générée par Catia®, sinon il saisie de nouveaux paramètres 7. Néanmoins, les modifications sont en général faites après validation de la construction du trou, après vérification visuel du résultat du trou, et discussion avec les autres métiers pour modifier les données d'entrée. Après avoir créé l'ensemble des trous sur la représentation en trois dimensions de la surface de carrosserie du véhicule, l'opérateur peut ensuite exécuter des outils de vérification via une barre d'outils présente dans Catia®. Les outils scannent alors tous les poinçonnages réalisés avec l'outil virtuel précédemment décrit, et récupère les informations qui y sont stockées pour en déduire par exemple le respect ou non du plat minimum nécessaire autour du trou issu du poinçonnage. L'étape suivante du procédé consiste à collecter 10 l'ensemble des 15 derniers paramètres satisfaisant au mieux le cahier des charges pour les trous à poinçonner afin de configurer 100 la poinçonneuse. Pour cela, selon un moyen de mise en oeuvre, un opérateur note manuellement l'ensemble des paramètres qui lui sont nécessaires et en particulier les axes de poinçonnage de chaque trou pour construire l'outil de 20 poinçonnage. Ainsi par le procédé selon l'invention, l'opérateur a directement l'information de la direction de poinçonnage et peut donc directement construire l'outil avec ces axes qui sont déjà validés ce qui entraîne un gain de temps important dans la fabrication de l'outil de poinçonnage industriel. 25 De plus, si l'opérateur peut utiliser directement des poinçons standards pour construire son outil de poinçonnage, cela sera moins coûteux que dans le cas où il lui faudra construire des poinçons spécifiques. Pour éviter ce cas, l'outil virtuel incite l'utilisateur à sélectionner des dimensions standards, seules les dimensions standards étant proposées dans 30 la liste présente par défaut. Pour réaliser un poinçonnage de dimensions non standard, l'opérateur doit effectuer une opération manuelle de déverrouillage de limitation à cette liste, ce qui réduit considérablement le risque d'erreur. Suite à la réalisation d'un trou par la poinçonneuse, l'opérateur doit 35 également s'occuper de meuler la matrice de poinçonnage si la surface autour du trou n'est pas plane. Avec l'outil virtuel, le concepteur visualise directement et automatiquement le plat minimum nécessaire à la réalisation du trou, anticipe donc et rectifie si possible sa surface afin d'éviter les meulages coûteux. Enfin, un opérateur de vérification de la conformité de la pièce de carrosserie doit s'assurer que le poinçonnage a bien été réalisé à l'endroit demandé par le bureau d'étude. Une certaine tolérance est acceptable, dépendante de la fonction du trou. Cette information de tolérance était auparavant à récupérer auprès d'un service de tolérancement. Avec l'outil virtuel, cette information se renseigne automatiquement. L'opérateur peut donc vérifier l'emplacement de chacun des trous, calculer le décalage avec l'emplacement théorique, et donc vérifier si ce décalage est dans les tolérances indiquées par l'outil virtuel, ce qui entraîne un gain de temps important sur le contrôle de conformité en usine. Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec des exemples particuliers de mise en oeuvre et d'application, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'elle comprend tous les équivalents techniques des étapes décrites ainsi que leurs combinaisons.20 REVENDICATIONS1. Procédé d'optimisation de la fabrication d'un outil de poinçonnage destiné à réaliser des trous sur la surface d'une pièce de 5 carrosserie de véhicule selon un cahier des charges donné caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à : - utiliser (1) un outil virtuel mis en oeuvre par un programme d'ordinateur pour : - saisir (2) des paramètres représentatifs des trous à 10 poinçonner, et pour le moins les dimensions de ces trous à poinçonner, - faciliter (3) la sélection de valeurs de dimensions standards de trous à poinçonner via l'affichage d'une base de données (4), - représenter (5) les trous et ses paramètres sur une représentation graphique en trois dimensions de la surface de la pièce de 15 carrosserie à poinçonner, - renvoyer (6) des informations sur la faisabilité des trous à poinçonner par rapport aux paramètres et aux dimensions de trous sélectionnées, et - revenir (7) à l'étape de saisie des paramètres pour saisir de nouveaux paramètres si les paramètres et/ou les dimensions de trous sélectionnées ne satisfont pas au mieux le cahier des charges, - collecter (10) l'ensemble des derniers paramètres satisfaisant au mieux le cahier des charges pour les trous à poinçonner, et - utiliser (100) ces derniers paramètres pour fabriquer l'outil de poinçonnage. 2. Procédé selon la revendication 1 dans lequel les paramètres représentatifs des trous à poinçonner sont choisis dans la liste des paramètres suivants: - l'identification de la surface de carrosserie à poinçonner, - la localisation du point au centre du trou à poinçonner sur ladite surface, - la direction de poinçonnage par la poinçonneuse, - l'épaisseur de la tôle à poinçonner, - la fonction principale du trou, telle que fixation ou passage, - la forme du trou, telle que boutonnière, ronde, ovale, carrée, et 20 25 30 35- le type d'interface interagissant avec le trou, telle qu'agrafe ou clip. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 à 2 dans lequel les informations renvoyées sur la faisabilité des trous à poinçonner comprennent la valeur du tolérancement, le type de procédé de poinçonnage employé tel qu'en direct ou en coulisseau, et la valeur de la tolérance d'ovalisation. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3 dans lequel la représentation des paramètres sur la représentation graphique en trois dimensions de la surface de la pièce de carrosserie à poinçonner comprend des représentations géométriques et des représentations numériques. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4 dans lequel la collecte de l'ensemble des derniers paramètres satisfaisant au mieux le cahier des charges pour les trous à poinçonner est réalisé par un opérateur. 6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4 dans lequel la collecte de l'ensemble des derniers paramètres satisfaisant au mieux le cahier des charges pour les trous à poinçonner est réalisé par le stockage de ces paramètres dans une base de données électronique. 7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6 dans lequel l'utilisation des derniers paramètres pour configurer la poinçonneuse consiste à 20 construire un outil de poinçonnage. 8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7 dans lequel des outils standards de vérifications de règles de fabrication sont utilisés pour obtenir des informations supplémentaires sur la faisabilité de la réalisation des trous de poinçonnage. 25