Brevet FR2981288A1 — publié le 20130419

PROCEDE DE CONTROLE DE PERÇAGE AUTOMATISE ET APPAREIL DE MISE EN OEUVRE DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE [0001] L'invention concerne un procédé de contrôle de perçage automatisé, en particulier de perçage d'alésages et de fraisures pour poser des moyens de fixation (vis, pênes, rivets, etc.). L'invention se rapporte également à un appareil de contrôle apte à mettre en oeuvre un tel procédé. [0002] L'invention vise en particulier l'automatisation de ce contrôle quel que soit l'environnement. Or le suivi d'un perçage est de plus en plus difficile à réaliser du fait du milieu de plus en plus hostile dans lequel se poursuit ce perçage (lubrification massive, copeaux, huiles, etc.). [0003] Dans le domaine de l'assemblage, des perçages de trous pour la pose de moyens de fixation est en général automatisé, mais le contrôle du 20 diamètre de ces trous n'est pas automatisé. [0004] Le perçage des trous est en général réalisé par des machines automatiques, telles que les centres de perçage à commande numérique, des aléseuses à commande numérique ou des robots anthropomorphiques. ETAT DE LA TECHNIQUE 25 [0005] Mais l'outil de perçage s'use dans le temps et le diamètre du trou évolue. Il convient donc de le mesurer afin de s'assurer qu'il reste dans des tolérances prédéfinies. Afin de contrôler ce diamètre de manière systématique, il est possible de réaliser un contrôle manuel. Mais ce type de contrôle est imprécis et reste donc d'utilisation aléatoire. De plus, ce type de contrôle est décalé par rapport au perçage, ce qui induit des erreurs. [0006] Il est également possible de projeter un disque correspondant au perçage idéal dans l'alésage ou la fraisure, et d'estimer la correspondance entre ce disque et le fond du trou. Cette solution est également peu précise et dépend de la qualité de la projection opérée. EXPOSE DE L'INVENTION [0007] L'invention vise à réaliser un contrôle de diamètre de trou autonome et intégrable sur les machines à commande numérique, avec une mesure sans contact, à une relativement grande distance du trou à contrôler - par exemple de plus de 300 mm -, et une compatibilité avec l'environnement industriel hostile de ce type de machines à cette distance. [0008] Pour ce faire, l'invention propose de suivre la valeur du diamètre de l'entrée de perçage à distance fixe du fond de perçage. [0009]A ce titre, la présente invention a pour objet un procédé de contrôle de perçage automatisé d'une machine à percer dans lequel une distance fixe prédéterminée est réglée entre la machine et une pièce percée par avancée de la machine à partir d'une distance proche, et une visualisation de la pièce est effectuée afin de déterminer une mesure de diamètre du perçage à cette distance fixe. [0010] La visualisation du diamètre de perçage fournit par analyse des variations de contraste une haute précision de mesure de ce diamètre à la distance fixe prédéterminée. [0011] Selon des modes de mise en oeuvre préférés : - la visualisation du perçage est réalisée et analysée par un traitement numérique ; - une comparaison entre la mesure du diamètre et des tolérances prédéfinies conditionne la poursuite du perçage et une commande de poursuite est déclenchée si la mesure est dans une plage de tolérance sélectionnée ; - une demande d'intervention d'un opérateur est déclenchée si la 5 mesure est hors de cette plage. [0012] L'invention se rapporte également à un appareil de contrôle apte à mettre en oeuvre le procédé ci-dessus. Un tel appareil comporte un télémètre laser, en particulier à diode laser, apte à déterminer la distance entre une machine à percer et une pièce dans laquelle le perçage est réalisé. L'appareil 10 comporte également un dispositif d'imagerie numérique apte à visualiser des perçages de la pièce par la machine, ainsi qu'une unité de traitement numérique apte, par variation de contraste, à localiser le perçage et à analyser la visualisation de la caméra pour établir une mesure de diamètre d'entrée de perçage. 15 [0013] Selon des modes de réalisation préférés : - L'appareil est agencé dans un coffret pressurisé solidaire de la machine ; - le coffret est équipé d'un volet de protection mobile entre deux positions, une position de fermeture et une position ouverte dite de mesure ; 20 - l'appareil comporte également un éclairage additionnel ; - le dispositif d'imagerie numérique est une caméra numérique ou un appareil photographique à haute résolution. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES [0014] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la 25 lecture de la description qui suit et qui se rapporte à un exemple de réalisation, en référence aux figures annexées qui illustrent : - les figures 1 et 2, des vues frontales d'une pièce percée respectivement d'un alésage et d'une fraisure ; - la figure 3, une vue en perspective d'un exemple schématisé d'appareil de contrôle selon l'invention ; et - la figure 4, un diagramme d'étapes successives dans la détermination d'une conformité de perçage selon l'invention. DESCRIPTION DETAILLEE [0015] Les figures 1 et 2 illustrent, en vues frontales, une pièce plane 1 percée respectivement d'un alésage 2 et d'une fraisure 3. L'invention permet de vérifier si la dimension de l'entrée 10 des trous - respectivement d'alésage 2 ou de fraisure 3 - initialement formés selon un axe central perpendiculaire à la pièce 1 par un moyen de perçage, est conforme à une valeur prédéterminée. Autrement dit, l'invention vise à mesurer l'usure du moyen de perçage, par exemple la broche de la figure 3. Dans le cas d'un alésage 2, le perçage formée dans l'épaisseur de la pièce est cylindrique et, dans le cas d'une fraisure 3, le perçage est de forme conique. [0016] En référence à la vue en perspective de la figure 3, un exemple d'appareil de contrôle 4 selon l'invention comporte un télémètre à diode laser 40 pour déterminer la distance « D » entre une machine à percer 5 et la pièce 1 (figure 1 ou 2) dans laquelle le perçage est réalisé. L'appareil 4 comporte également une caméra numérique haute résolution 41, par exemple 5 Méga pixels, apte à visualiser avec précision le perçage de la pièce par la machine, par exemple de ±0,01 mm pour un éloignement de 500 mm, ainsi qu'une unité de traitement numérique 42. Cette unité est apte à localiser le perçage à partir de la visualisation fournie par la caméra. Elle permet alors d'établir avec précision une mesure de diamètre du perçage en analysant les variations de contraste de l'image. La machine 5 comporte des moyens de déplacement 6, commandés par l'unité de traitement 42, afin de positionner l'appareil 4 à des distances prédéterminées. 2 9812 88 5 [0017] L'appareil 4 est agencé dans un coffret 4a pressurisé et solidarisé, par tout moyen connu, à la machine à percer 5 comportant la broche de perçage 5a. La partie supérieure du coffret est transparente sur la figure afin de visualiser ses éléments qu'il abrite. Le coffret 4a est avantageusement équipé d'un volet de 5 protection 44 mobile entre deux positions, une position de fermeture et une position ouverte dite de mesure. Le coffret comporte également un éclairage additionnel 45 à lampe pour mieux éclairer la pièce 1 et augmenter le contraste. [0018] Une distance fixe prédéterminée DO, par exemple 500 mm, est réglée entre la machine à percer 5 et la pièce 1 à percer. Pour ce faire, les moyens de 10 positionnement 6 de la machine 5 règle avec précision la position de la machine 5 à partir des mesures de distance effectuées par la diode laser 40 et analysées par l'unité 42. Une visualisation de la pièce est ensuite effectuée par la caméra 41, également analysée par l'unité 42, afin de déterminer avec précision la mesure de diamètre de l'entrée 10 du trou de perçage 20 ou 30 de la pièce 1 15 (figure 1 ou 2) à cette distance fixe de 500 mm. Par exemple un diamètre de 11 mm est mesuré avec une erreur de ±0,01 mm. [0019] En référence à la figure 4, un diagramme présente les étapes principales successives pour la détermination d'une conformité de perçage selon l'invention. Ces étapes sont pilotées par l'unité de traitement, après que la 20 machine de perçage - qui a commencé à percer - ait reçu l'ordre de s'arrêter. [0020] Le volet 44 est alors ouvert et la mesure de distance de la pièce percée est lancée (étape 100). La machine 5 est déplacée par les moyens 6 pour se positionner approximativement à une distance prédéterminée Dl en face de l'entrée du trou 10 - 520 mm dans l'exemple - proche de la distance fixe 25 prédéterminée. [0021] Puis, les moyens de positionnement 6 avancent lentement la machine 5 vers l'entrée 10 du trou (étape 200) et l'unité de traitement 42 n'arrête la machine que lorsque le laser 40 mesure avec précision, à l'intérieur de sa plage de tolérance de ± 0,005 mm, une distance égale à la valeur fixe prédéterminée, ici 30 500 mm (étape 300). [0022] La caméra 41 prend alors une image de la pièce 1 (étape 400). L'unité de traitement 42 analyse l'image et localise l'entrée du trou 10 sur cette image. L'unité 42 détermine alors la valeur du diamètre de cette entrée (étape 500) et compare cette valeur à la valeur théorique d'une base de données 50 (étape 600). [0023] L'unité 42 peut ainsi fournir une information de conformité du diamètre mesurée au diamètre théorique à partir de cette comparaison, en tenant compte de la tolérance de mesure du laser. Le volet 44 est refermé et la machine 5 est alors autorisée ou non à poursuivre son perçage en fonction de l'information de conformité fournie (étape 700) : - le cycle de perçage est arrêté si la mesure est en dehors de la tolérance et une demande d'intervention d'un opérateur est déclenchée ; - le cycle de perçage se poursuit selon le programme si la mesure est dans une plage de tolérance sélectionnée de ±0,003 mm. [0024] L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés. Il est par exemple possible de prévoir une automatisation totale de l'appareil pour un contrôle du perçage avec poursuite ou arrêt automatique. [0025] De plus, de nombreuses opérations de perçage de toute forme peuvent être pilotées par l'appareil selon l'invention, avec tout type de machine (perceuse, fraiseuses, découpeuse, etc.). REVENDICATIONS1. Procédé de contrôle de perçage automatisé d'une machine à percer (5) dans lequel une distance fixe (DO) prédéterminée est réglée entre la machine (5) et une pièce percée (1) par avancée de la machine à partir d'une distance proche (200, 300), et une visualisation de la pièce (1) est effectuée (400) afin de déterminer une mesure de diamètre du perçage (500) à cette distance fixe (DO) 2. Procédé de contrôle selon la revendication 1, dans lequel la visualisation du diamètre de perçage (400) fournit par analyse des variations de contraste (500) une haute précision de mesure de ce diamètre à la distance fixe prédéterminée (DO). 3. Procédé de contrôle selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel la visualisation du perçage est réalisée (400) et analysée (500) par un traitement numérique. 4. Procédé de contrôle selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel une comparaison entre la mesure du diamètre et des tolérances prédéfinies (600) conditionne la poursuite du perçage et une commande de poursuite est déclenchée si la mesure est dans une plage de tolérance sélectionnée (700). 5. Procédé de contrôle selon la revendication précédente, dans lequel une demande d'intervention d'un opérateur est déclenchée si la mesure est hors de la plage de tolérance sélectionnée (700). 6. Appareil de contrôle apte à mettre en oeuvre le procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un télémètre laser (40), en particulier à diode laser, apte à déterminer la distance (D) entre une machine à percer (5) et une pièce (1) dans laquelle le perçage est réalisé, un dispositif d'imagerie numérique (41) apte à visualiser des perçages de la pièce (1) par la machine (5), ainsi qu'une unité de traitement numérique (42)apte, par variation de contraste, à localiser le perçage (21, 31) et à analyser la visualisation de la caméra pour établir une mesure de diamètre d'entrée (10) du perçage (21, 31). 7. Appareil de contrôle selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il est agencé dans un coffret (4a) pressurisé solidaire de la machine (5). 8. Appareil de contrôle selon la revendication précédente, dans lequel le coffret (4a) est équipé d'un volet de protection (44) mobile entre deux positions, une position de fermeture et une position ouverte dite de mesure. 9. Appareil de contrôle selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce qu'il comporte également un éclairage additionnel (45). 10. Appareil de contrôle selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, dans lequel le dispositif d'imagerie numérique (41) est une caméra numérique ou un appareil photographique à haute résolution.