Brevet FR2977653A1 — publié le 20130111

DISPOSITIF DE SUPPORT, MAQUETTE DE CONTROLE COMPRENANT DE TELS DISPOSITIFS DE SUPPORT ET PROCEDE METTANT EN OEUVRE UNE TELLE MAQUETTE La présente invention concerne un dispositif de support pour supporter une partie d'une pièce lors d'un contrôle de la géométrie de la pièce. De plus, la présente invention concerne une maquette pour contrôler la géométrie d'une pièce et comprenant un tel dispositif de support. Par ailleurs, la présente invention concerne un procédé pour contrôler la géométrie d'une pièce et mettant en oeuvre une telle maquette. La présente invention trouve notamment application dans le domaine automobile pour la métrologie de certaines pièces de véhicule, que ce soient des composants monoblocs ou des assemblages. En particulier, la présente invention s'applique au contrôle de la géométrie d'une pièce de tôlerie, par exemple une doublure d'ouvrant de véhicule telle qu'une doublure de hayon. En effet, dans le domaine automobile, la précision géométrique des cotes d'un ouvrant, tel que le hayon, est primordiale pour réaliser de faibles jeux entre l'ouvrant et les pièces qui l'entourent, donc pour obtenir une bonne qualité visuelle du véhicule. Dans la présente demande, le terme « tôlerie » concerne toute pièce formant la carrosserie d'un véhicule, indépendamment des matériaux composant cette pièce, métallique, plastique ou composite. Par exemple, un hayon en matériaux plastiques de synthèse est une pièce de tôlerie. Lors de la mise au point d'une pièce en prototypage ou en présérie ou lors de la production en série de cette pièce, il faut réaliser plusieurs contrôles dimensionnels pour garantir la conformité de la pièce aux tolérances prédéfinies. Les contrôles dimensionnels sont réalisés au moyen d'outils de mesure, tels qu'une station de mesure laser, un gabarit de contrôle, une station de mesure tridimensionnelle avec palpeurs mécaniques, etc. Les conditions physiques dans lesquelles est réalisé un contrôle dimensionnel peuvent influencer la précision et la fiabilité de la mesure d'une côte. Ces conditions physiques sont formées par l'ensemble des éléments décrivant la mise en position de la pièce lors du contrôle dimensionnel, en particulier l'orientation spatiale de la pièce, usuellement dénommée « balancement », le nombre et la position des zones d'appuis de la pièce sur le support de contrôle, la position et les couples des éventuels serrages opérés sur la pièce. Par exemple, les zones d'appuis d'un ouvrant sur la structure du véhicule sont souvent planes, le contact étant maintenu par vissage des charnières de l'ouvrant sur la caisse et sur l'ouvrant. De plus, ces conditions physiques peuvent rendre difficile le contrôle dimensionnel d'un hayon, car une telle pièce est relativement déformable et lourde, entre 5 kg et 50 kg, et son volume est grand par rapport à la précision géométrique requise. C'est pourquoi il est souhaitable de réaliser une liaison isostatique entre la maquette de contrôle et une pièce à contrôler de type ouvrant de véhicule. En effet, une liaison isostatique réalise des conditions physiques de contrôle qui sont similaires au montage de l'ouvrant sur le véhicule. Les déformations de la pièce lors du contrôle dimensionnel sont minimisées, si bien que les mesures sont bien représentatives de la position finale de l'ouvrant sur le véhicule. Le document US6267341 B1 décrit une maquette de contrôle comprenant plusieurs dispositifs de support pour supporter une doublure de hayon lors d'un contrôle dimensionnel. Chacun de ces dispositifs de support comprend une embase attachée à la maquette de contrôle, un élément de support comprenant des aimants pour maintenir la doublure de hayon en position de mesure, et des moyens d'articulation sphérique entre un aimant et l'embase. Chacun de ces dispositifs de support permet d'ajuster localement l'orientation spatiale de la pièce, ce qui réalise une liaison isostatique malgré plusieurs appuis plans, au niveau des charnières du hayon, entre la doublure de hayon et un dispositif de support. Cependant, dans la maquette de contrôle du document US6267341 B1, les dispositifs de support induisent des mesures de fiabilité relativement faible, car un appui plan entre la pièce à contrôler et un dispositif de support risque d'être réalisé de façon précaire ou partielle. En d'autres termes, les conditions physiques de contrôle pour un dispositif de support de l'art antérieur sont relativement différentes de la position de service de la pièce, par exemple d'une doublure de hayon montée sur le véhicule. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de support, pour supporter une partie d'une pièce telle qu'une doublure d'ouvrant de véhicule lors d'un contrôle de la géométrie de la pièce, le dispositif de support comprenant : - au moins une embase comprenant des moyens d'attache à une maquette de contrôle de la géométrie de la pièce ; - au moins un élément de support comprenant des moyens de fixation amovible adaptés pour maintenir la pièce en position de mesure ; et - des moyens de liaison agencés pour lier un élément de support à une embase suivant des rotations autour de deux axes orthogonaux, lesdits axes s'étendant dans un plan d'accostage entre l'élément de support et l'embase, de façon à ajuster l'orientation spatiale de la pièce ; le dispositif de support étant caractérisé en ce qu'il comprend en outre au moins un organe de référence qui est lié à une embase respective et qui s'étend en saillie par rapport à l'élément de support de façon à pénétrer dans une cavité de référence ménagée dans la pièce. En d'autres termes, chaque organe de référence fournit une surface de référence supplémentaire en plus de la surface de référence fournie par les moyens de fixation amovible, sans déformer localement la pièce maintenue sur son support. De plus, les moyens de liaison permettent une mise en référence isostatique de la pièce à contrôler, même en utilisant les fixations prévues pour le montage de la pièce sur le véhicule. Ainsi, un tel dispositif de support permet de réaliser un contrôle dimensionnel avec une grande précision et une grande fiabilité des mesures. Selon un mode de réalisation, au moins un élément de support est formé par une plaquette, ayant de préférence globalement la forme d'un parallélépipède, et chaque organe de référence est formé par une tige qui s'étend à travers un trou ménagé dans l'élément de support correspondant. Ainsi, une telle plaquette présente un encombrement réduit, avec une surface de référence plane. Selon un mode de réalisation, un dispositif de support selon l'invention comprend, pour un élément de support respectif, un seul organe de référence, ledit trou étant ménagé près de la périphérie de la plaquette. Ainsi, un tel trou est relativement éloigné de la surface d'appui plan entre l'élément de support et la pièce, ce qui permet d'écarter les surfaces de références, donc d'augmenter la précision des mesures. Selon un mode de réalisation, le ou chaque organe de référence a une forme globalement cylindrique, de préférence à base circulaire. Ainsi, un tel organe de référence cylindrique permet une mise en référence symétrique, ce qui facilite la mise en place d'une pièce à contrôler sur une maquette de contrôle. Selon un mode de réalisation, les moyens de fixation amovible comprennent au moins deux filetages agencés en saillie par rapport à l'élément de support de façon à coopérer avec des taraudages complémentaires ménagés sur la pièce. Ainsi, de tels filetages permettent une fixation simple de la pièce sur l'élément de support et un maintien robuste de la pièce en position de mesure. Selon un mode de réalisation, un élément de support respectif et une embase correspondante sont séparés par un intervalle adapté pour 15 recevoir une cale de façon à bloquer lesdites rotations. Ainsi, lorsque les rotations sont provisoirement bloquées, il est possible de réaliser un contrôle dimensionnel de pièces spécifiques. Selon un mode de réalisation, les moyens de fixation amovible comprennent au moins un aimant. 20 Ainsi, un tel aimant permet de réaliser une fixation simple, rapide et fiable sur l'élément de support d'une pièce à contrôler en matériau ferromagnétique ou ferrimagnétique. Selon un mode de réalisation, les moyens de liaison comprennent un joint à croisillon. 25 Ainsi, un tel joint à croisillon, de type joint de Cardan, permet de réaliser une liaison simple et compacte entre un élément de support et une embase correspondante et suivant des rotations autour des deux axes orthogonaux. De plus, la présente invention a pour objet une maquette, pour 30 contrôler la géométrie d'une pièce, la maquette étant caractérisée en ce qu'elle comprend plusieurs dispositifs de support selon l'invention, les dispositifs de support étant agencés pour supporter ensemble la pièce. Ainsi, une telle maquette permet de réaliser des contrôles dimensionnels avec une grande précision et une grande fiabilité des mesures. Par ailleurs, la présente invention a pour objet un procédé, pour contrôler la géométrie d'une pièce telle qu'une doublure d'ouvrant de véhicule, le procédé comprenant les étapes : - mettre en oeuvre une maquette selon l'invention ; - faire pénétrer le ou chaque organe de référence dans une cavité de référence respective ; - positionner des capteurs, tels que des palpeurs tridimensionnels, près de la pièce ; - réaliser, à l'aide des capteurs, des mesures de la géométrie de la pièce. Un tel procédé permet de réaliser des contrôles dimensionnels avec une grande précision et une grande fiabilité des mesures. La présente invention sera bien comprise et ses avantages ressortiront aussi à la lumière de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif et faite en référence aux dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective d'un véhicule comprend une doublure de hayon en position de service, la doublure de hayon ayant été soumise à un contrôle dimensionnel suivant un procédé conforme à l'invention et au moyen d'une maquette conforme à l'invention ; - la figure 2 est une vue en perspective d'un dispositif de support conforme à l'invention appartenant à une maquette conforme à l'invention et adapté pour réaliser un contrôle dimensionnel sur la doublure de hayon illustrée à la figure 1 ; - la figure 3 est une vue similaire à la figure 2, d'une partie du dispositif de support de la figure 2 ; - la figure 4 est une vue en perspective tronquée d'une partie d'une maquette conforme à l'invention comprenant le dispositif de support de la figure 2 dans une position de service ; et - la figure 5 est une vue en perspective du dispositif de support de la figure 2, dans une autre position de service. La figure 1 illustre un véhicule 1 qui comprend un hayon 2 et des charnières 2.1 partiellement visibles à la figure 4 et agencées pour déplacer le hayon 2 entre une position ouverte et une position fermée telle qu'illustrée à la figure 1. Le hayon 2 comprend une doublure de hayon 3 en position de service. La doublure de hayon 3 a été soumise à un contrôle dimensionnel suivant un procédé conforme à l'invention et au moyen d'une maquette 20 conforme à l'invention et partiellement visible à la figure 4. La figure 2 illustre un dispositif de support 4, qui est adapté pour supporter une partie de la doublure de hayon 3 lors d'un contrôle dimensionnel de la géométrie de la doublure de hayon 3. Le dispositif de support 4 comprend une embase 5, un élément de support 6 et des moyens de liaison articulée 7. L'embase 5 a la forme d'un bloc globalement parallélépipédique. L'embase 5 comprend des moyens d'attache à la maquette 20. Dans l'exemple de la figure 2, ces moyens d'attache comprennent une surface d'appui 5.1 destinée à reposer sur la maquette 20. Dans l'exemple des figures 3 et 4, l'embase 5 est fixée sur une équerre 21 solidaire de la maquette 20. L'élément de support 6 comprend des moyens de fixation amovible adaptés pour maintenir la doublure de hayon 3 en position de mesure ou de contrôle dimensionnel. L'élément de support 6 est formé par une plaquette ayant globalement la forme d'un parallélépipède. Comme le montrent les figures 2 à 4, l'élément de support 6 est fixé par au moins deux filetages 13 à des taraudages respectifs non représentés disposés sur la doublure de hayon 3, au niveau des charnières 2.1 destinées à lier le hayon 2 à la caisse du véhicule 1. Comme le montre la figure 2, les faces en regard de l'élément de support 6 et de l'embase 5 ont des superficies approximativement égales. Dans le cas où la doublure de hayon 3 est ferromagnétique. Les moyens de fixation amovible peuvent comprendre un ou plusieurs aimants. Comme le montre la figure 3, les moyens de liaison 7 comprennent un joint à croisillon comportant deux arbres perpendiculaires. Un arbre de ce joint à croisillon est monté sur deux paliers en liaison pivot avec l'élément de support 6 et autour d'un axe X. L'autre arbre de ce joint à croisillon est monté sur deux chapes 15, en liaison pivot avec l'embase 5 autour d'un axe Y. Les moyens de liaison 7 sont agencés pour lier l'élément de support 6 à une embase 5 en rotation autour des deux axes X et Y. Les axes X et Y sont orthogonaux et sécants dans un plan d'accostage P entre l'élément de support 6 et l'embase 5. La liaison articulée autour des axes X et Y permet d'ajuster la position de l'élément de support 6, donc l'orientation spatiale de la doublure de hayon 3. Le dispositif de support 4 comprend en outre une tige 10 de forme globalement cylindrique à base circulaire. La tige 10 est liée à l'embase 5. Dans l'exemple de la figure 2, pour l'élément de support 6, il y a une seule tige 10. La tige 10 s'étend à travers un trou 11 ménagé dans l'élément de support 6. Le trou 11 est ménagé près de la périphérie de l'élément de support 6. Le trou 11 est formé par un alésage cylindrique. Le diamètre D11 du trou 11 est supérieur au diamètre D10 de la tige 10. Ainsi, le trou 11 permet un débattement de la tige 10, lors de rotations autour des axes X et Y. La tige 10 s'étend en saillie par rapport à la surface de l'élément de support 6 qui est opposée à l'embase 5. La tige 10 peut pénétrer dans une cavité de référence non représentée qui est ménagée dans la doublure de hayon 3. La tige 10 est montée sur un ressort hélicoïdal de compression, non représenté, qui est logé dans l'embase 5 et qui exerce sur la tige 10 une force de rappel élastique en position de référence en fond de la cavité de référence. Ainsi, la tige 10 forme un organe de référence pour positionner la doublure de hayon 3. La tige 10 fournit une surface de référence supplémentaire en plus de la surface de référence fournie par les filetages 13, sans déformer localement la doublure de hayon 3 maintenue sur la maquette 20. De plus, les moyens de liaison 7 permettent une mise en référence isostatique de la doublure de hayon 3, même en utilisant les charnières prévues pour le montage du hayon 2 sur la caisse du véhicule 1. Comme le montre la figure 5, l'élément de support 6 et l'embase 5 sont séparés par un intervalle 16 qui est adapté pour recevoir une cale 17, de façon à bloquer les rotations autour des axes X et Y. Ainsi, lorsque les rotations sont provisoirement bloquées, il est possible de réaliser un contrôle dimensionnel de pièces spécifiques. La maquette 20 comprend plusieurs dispositifs de support 6, qui sont agencés pour supporter ensemble la doublure de hayon 3. La maquette 20 permet de contrôler la géométrie de la doublure de hayon 3. Suivant un procédé conforme à l'invention, pour contrôler la géométrie d'une pièce telle que la doublure de hayon 3, on réalise les étapes : mettre en oeuvre la maquette 20 ; - faire pénétrer la tige 10 dans la cavité de référence ; - positionner des palpeurs tridimensionnels près de la 10 doublure de hayon 3 ; et - réaliser, à l'aide des palpeurs tridimensionnels, des mesures de la géométrie de la doublure de hayon 3. REVENDICATIONS1. Dispositif de support (4), pour supporter une partie d'une pièce (3) telle qu'une doublure d'ouvrant de véhicule lors d'un contrôle de la géométrie de la pièce (3), le dispositif de support (4) comprenant : - au moins une embase (5) comprenant des moyens d'attache (5.1) à une maquette (20) de contrôle de la géométrie de la pièce (3) ; - au moins un élément de support (6) comprenant des moyens de fixation amovible adaptés pour maintenir la pièce (3) en position de mesure ; et - des moyens de liaison (7) agencés pour lier un élément de support (6) à une embase (5) suivant des rotations autour de deux axes (X, Y) orthogonaux, lesdits axes (X, Y) s'étendant dans un plan d'accostage (P) entre l'élément de support (6) et l'embase (5), de façon à ajuster l'orientation spatiale de la pièce (3) ; le dispositif de support (4) étant caractérisé en ce qu'il comprend en outre au moins un organe de référence (10) qui est lié à une embase respective (5) et qui s'étend en saillie par rapport à l'élément de support (6) de façon à pénétrer dans une cavité de référence ménagée dans la pièce (3). 2. Dispositif de support (4) selon la revendication 1, dans lequel au moins un élément de support (6) est formé par une plaquette, ayant de préférence globalement la forme d'un parallélépipède et dans lequel chaque organe de référence (10) est formé par une tige qui s'étend à travers un trou (11) ménagé dans l'élément de support correspondant (6). 3. Dispositif de support (4) selon la revendication 2, comprenant, pour un élément de support respectif (6), un seul organe de référence (10), ledit trou (11) étant ménagé près de la périphérie de la plaquette.35 4. Dispositif de support (4) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le ou chaque organe de référence (10) a une forme globalement cylindrique, de préférence à base circulaire. 5. Dispositif de support (4) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les moyens de fixation amovible comprennent au moins deux filetages (13) agencés en saillie par rapport à l'élément de support (6) de façon à coopérer avec des taraudages complémentaires ménagés sur la pièce (3). 6. Dispositif de support selon l'une des revendications précédentes, dans lequel un élément de support respectif (6) et une embase correspondante (5) sont séparés par un intervalle (16) adapté pour recevoir une cale (17) de façon à bloquer lesdites rotations. 7. Dispositif de support (4) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les moyens de liaison (7) comprennent un joint à croisillon. 20 8. Maquette (20), pour contrôler la géométrie d'une pièce (3), la maquette étant caractérisée en ce qu'elle comprend plusieurs dispositifs de support (6) selon l'une des revendications précédentes, les dispositifs de support (6) étant agencés pour supporter ensemble la pièce (3). 25 9. Procédé, pour contrôler la géométrie d'une pièce (3) telle qu'une doublure d'ouvrant de véhicule, le procédé comprenant les étapes : - mettre en oeuvre une maquette (20) selon la revendication 8 ; - faire pénétrer le ou chaque organe de référence (10) dans 30 une cavité de référence respective ; - positionner des capteurs, tels que des palpeurs tridimensionnels, près de la pièce (3) ; - réaliser, à l'aide des capteurs, des mesures de la géométrie de la pièce (3). 35