Brevet FR3005184A1 — publié le 20141031

PROCEDE DE CONCEPTION 3D D'UNE PIECE MECANIQUE A BASE DE CONTRAINTES DE PRISE DE LA PIECE L'invention a trait à un procédé permettant de faciliter la conception de pièces mécaniques, notamment la conception assistée par ordinateur, CAO, de telles pièces. Lors de la conception, il est nécessaire de pouvoir bloquer certains degrés de liberté d'une pièce produite afin de procéder, par exemple, à son mesurage exact. Il est donc nécessaire de pouvoir indiquer des contraintes géométriques particulières, ainsi que les solutions technologiques qui permettent de réaliser ces contraintes, en des endroits particuliers sur la pièce. Le procédé selon l'invention permet d'intégrer et de vérifier les prises de pièces nécessaires à de telles mises en position dans un modèle tridimensionnel d'une pièce en phase de conception. Ces contraintes de prise sont connues dans l'art et typiquement intégrées à la main à des plans en deux dimensions. L'invention concerne également un dispositif, tel qu'un ordinateur, permettant la mise en oeuvre du procédé. De même, l'invention concerne un programme d'ordinateur permettant la mise en oeuvre du procédé par un ordinateur qui l'exécute. Divers procédés destinés à l'interaction d'un utilisateur avec un système CAO afin de faciliter la conception CAO de pièces mécaniques sont connus, par exemple par les documents de brevets EP 2 521 056 Ai, EP 2 251 057 Al ou EP 2 521 058 Al. Les procédés divulgués dans ces documents portent principalement sur l'amélioration de l'interaction entre l'utilisateur et le système CAO et en particulier sur l'interprétation de mouvements de l'utilisateur par le système CAO. Le document de brevet WO 2009/1 351 83 Al décrit un procédé qui permet de générer un modèle tridimensionnel d'une pièce à concevoir à partir d'un ensemble de représentations en deux dimensions de la pièce. La norme française NF E04-013 : 2013 définit des symboles qui sont aptes à décrire des contraintes de prises de pièces mécaniques sur des plans en deux dimensions. La norme définit des règles de symbolisation pour la spécification des prises des pièces. De manière connue, ces contraintes sont intégrées à la main aux plans de conception 2D. Il s'agit de contraintes de mise en position isostatique ou de maintien en situation d'une pièce par rapport à un environnement, qui n'est pas spécifié de manière explicite sur le plan. En effet, lors de la conception d'une pièce qui fera partie d'un assemblage complexe de pièces multiples, il est important de pouvoir, par exemple, mesurer la pièce dans un contexte reproduisant cette mise en position/situation. Ceci permet par exemple la définition de tolérances géométriques qui doivent être respectées afin d'assurer la cohérence de l'assemblage et de sa géométrie finale. Afin de procéder à un tel mesurage, certains degrés de liberté de la pièce doivent être bloqués. Typiquement il peut s'agir de blocages qui seront imposés par des pièces voisines après l'intégration de la pièce en question dans un assemblage plus complexe. Les symboles décrits permettent d'indiquer des points de surface ou des zones de la pièce auxquels une telle contrainte doit être appliquée afin d'assurer le blocage d'un ou de plusieurs degrés de liberté. La norme NF E04-013 propose un ensemble de symboles élémentaires qui, combinés entre eux, définissent un symbole global de prise de pièce servant à décrire entre autres l'application d'un appui fixe ou d'un système de serrage. Certaines combinaisons de symboles élémentaires sont incompatibles entre elles et ne conduisent à aucune solution technologique réaliste. Par exemple, un symbole élémentaire indiquant un système à serrage ne devrait pas être utilisé en combinaison avec un système à appui fixe dans le même système global. La figure 1 reprend un tableau de la norme, qui représente des exemples de tels symboles élémentaires. La conception de pièces se fait aujourd'hui principalement sur ordinateur et dans un environnement logiciel permettant la représentation tridimensionnelle de pièces, tel qu'un système de CAO. L'intégration des contraintes de mise en position isostatique ou de maintien en situation de la pièce en phase de conception par rapport à son environnement y fait défaut. L'invention a pour objectif de proposer un procédé palliant au moins un des inconvénients sus mentionnés. Plus particulièrement, l'invention a pour objectif de proposer un procédé qui permet l'intégration dans le modèle tridimensionnel de la pièce en phase de conception, de contraintes de mise en position isostatique ou de maintien en situation d'une pièce par rapport à un environnement non spécifié de manière explicite. En outre l'invention a pour objectif de proposer un dispositif qui est apte à mettre en oeuvre le procédé proposé, ainsi qu'un programme d'ordinateur qui le met en oeuvre. L'invention a pour objet un procédé destiné à faciliter la conception 3D d'une pièce. Le procédé comprend les étapes de : - mise à disposition d'un modèle tridimensionnel d'une pièce dans un environnement logiciel ; - mise à disposition d'une contrainte de prise de ladite pièce par rapport à son environnement ; - création d'un objet tridimensionnel dans l'environnement logiciel dont l'aspect et l'orientation par rapport au modèle de la pièce dépendent de ladite contrainte, et - association de la contrainte et de l'objet au modèle de la pièce dans l'environnement logiciel ; Le procédé est remarquable en ce que les étapes de création et d'association sont effectuées conditionnellement à la conformité de ladite contrainte par rapport à au moins une contrainte de prise associée à ladite pièce. De préférence l'objet tridimensionnel crée est un symbole tridimensionnel paramétré, dont les paramètres correspondent à la contrainte de mise en position ou de maintien en situation de la pièce. Au moins une des contraintes prédéfinies de mise en situation ou de maintien en situation associées à ladite pièce y a été associée de préférence par le procédé conforme à l'invention. La contrainte, ainsi que l'objet créé, peuvent de préférence être modifiés après leur association avec le modèle de la pièce. Il peut aussi être avantageux de donner une dénomination à un objet et à une contrainte. La modèle tridimensionnel de la pièce, y compris les objets ou symboles 3D créés à l'aide du procédé et qui représentent les contraintes de mise en position / de maintien en situation associées à la pièce, peuvent servir de base pour une étape de génération d'au moins un plan en deux dimensions de la pièce, comprenant une représentation en deux dimensions des contraintes. De préférence, le procédé peut comprendre une étape de positionnement de l'objet créé par rapport à une surface du modèle de la pièce, de façon à ce que l'objet et le modèle de la pièce ne s'intersectent pas. La position de l'objet par rapport à la surface du modèle de la pièce peut de préférence être indépendante de l'échelle à laquelle le modèle et l'objet sont représentés. La taille de l'objet ou du symbole 3D peut de préférence être définie par un facteur d'échelle indépendant de l'échelle du modèle 3D. La pièce conçue selon le procédé peut de préférence être une pièce d'un véhicule automobile. L'invention a également pour objet un dispositif pour mettre en oeuvre le procédé conforme à l'invention. Le dispositif comprend une mémoire, des moyens de visualisation et des moyens processeurs destinés à - mettre à disposition un modèle tridimensionnel d'une pièce dans un environnement logiciel exécuté par le dispositif; - mettre à disposition une contrainte de prise de ladite pièce par rapport à son environnement ; - créer un objet tridimensionnel dans l'environnement logiciel dont l'aspect et l'orientation par rapport au modèle de la pièce dépendent de ladite contrainte ; - associer la contrainte et l'objet, c'est-à-dire le symbole paramétré, au modèle de la pièce dans l'environnement logiciel. Le dispositif est remarquable en ce que les moyens processeurs sont disposés à effectuer les étapes de création et d'association conditionnellement à la conformité de ladite contrainte par rapport à des contraintes de prise de pièce prédéfinies associées à ladite pièce. De préférence, le dispositif peut comprendre une interface homme-machine qui permet la mise à disposition de ladite contrainte de prise de ladite pièce par un utilisateur du dispositif. L'invention a également pour objet un ordinateur captable à mettre en oeuvre le procédé selon l'invention. De plus, l'invention a pour objet un programme d'ordinateur comprenant des instructions lisibles par un ordinateur qui, lorsqu'elles sont exécutées par un ordinateur, amènent cet ordinateur à mettre en oeuvre le procédé conforme à l'invention. Finalement, l'invention a pour objet un produit logiciel d'ordinateur comprenant un support lisible par un ordinateur, sur lequel le programme d'ordinateur selon l'invention est enregistré. L'invention permet l'intégration de contraintes de prises d'une pièce mécanique à un modèle tridimensionnel de la pièce en phase de conception par CAO. L'intégration de ces contraintes au niveau de la conception tridimensionnelle permet à l'utilisateur du système CAO d'intégrer les contraintes en question dans différents plans, et d'en apercevoir directement les interactions mutuelles. Le procédé selon l'invention valide une contrainte de prise à ajouter au modèle de la pièce par rapport à toutes les contraintes faisant déjà partie du modèle de la pièce, avant de permettre son ajout. Cette étape de validation évite l'intégration de contraintes de prise impossibles à réaliser en pratique et mutuellement exclusives. Le procédé permet également de générer, à partir d'un modèle tridimensionnel de la pièce, y compris des contraintes de prises associées, une ou plusieurs représentations en deux dimensions de la pièce, y compris les contraintes de prises qui ont été validées au niveau tridimensionnel. L'utilisation du procédé permet d'obtenir un gain de temps important lors de la phase de conception d'une pièce mécanique, et permet de vérifier des contraintes imposées par l'environnement dans lequel la pièce sera implantée à une étape qui intervient tôt dans le procédé de conception. Ceci trouve son application particulière dans les domaines techniques dans lesquels des pièces individuellement conçues feront par la suite partie d'assemblages complexes de pièces multiples. Un exemple concret en est la construction de véhicules automobiles. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront mieux compris à l'aide de la description et des dessins parmi lesquels : - la figure 1 présente des symboles connus selon la norme NF E04-013: 2013, servant à identifier des contraintes de prise de pièce dans des représentations en deux dimensions ; - la figure 2 est une illustration des étapes principales d'une réalisation préférée du procédé selon la présente invention ; - la figure 3 est une illustration schématique d'un modèle tridimensionnel d'une pièce mécanique en phase de conception, y compris des objets associés au modèle selon une réalisation préférée du procédé selon la présente invention. Le diagramme de la figure 2 montre le cheminement des principales étapes du procédé selon la présente invention. Le procédé est destiné à faciliter la conception 3D d'une pièce, par exemple d'une pièce mécanique, en permettant l'insertion et la validation de contraintes de prise de la pièce modélisée, au niveau du modèle tridimensionnel en CAO. Lors d'une première étape 10, un modèle tridimensionnel d'une pièce est mis à disposition dans un environnement logiciel de CAO. Le modèle peut être lu et chargé à partir d'un support digital sur lequel il a été enregistré préalablement, ou il peut se trouver dans une phase de création. Lors d'une deuxième étape 20, une contrainte de prise, c'est-à-dire une contrainte de mise position isostatique ou de maintien en situation de la pièce modelée est mise à disposition dans le système CAO. De manière avantageuse, cette contrainte est entrée dans le système moyennant une interface homme-machine, tel qu'une souris, un clavier, un écran tactile ou autres. La contrainte de prise est typiquement définie par un ensemble de paramètres. Entre autres les paramètres décrivent la position sur la surface de la pièce à laquelle la contrainte s'applique, le type de contrainte engendré, et son orientation par rapport à la pièce. De préférence le type de technologie qui peut être utilisé afin d'implémenter la contrainte de prise peut également être spécifié comme paramètre. La contrainte de prise est de préférence choisie parmi les types de contraintes définies dans la norme NF E04-013 : 2013. Celles-ci comprennent entre autres divers types de serrages ou des points d'appui. L'application d'une contrainte spécifiée par un symbole à l'emplacement spécifié de la pièce résulte dans le blocage d'un degré de liberté de mouvement de la pièce. Dans une configuration préférentielle de l'invention, une liste de contraintes est mise à disposition sous forme d'une liste de symboles, chaque symbole étant capable de représenter une contrainte spécifique. L'utilisateur du système CAO choisit un symbole de la liste et peut en modifier la représentation à l'aide de paramètres. De manière non-exhaustive, les paramètres peuvent comprendre le nom du symbole, le type du symbole (mise en position ou mise en situation), etc... Lors d'une étape de validation 30, la contrainte de prise ainsi paramétrée et définie est vérifiée. En particulier, le procédé compare la nouvelle contrainte à des contraintes de prise préalablement associées avec la pièce. Si la nouvelle contrainte est acceptable, donc pratiquement applicable en rapport avec l'ensemble des contraintes de prise préalablement associées à la pièce, le procédé continue à l'étape 40. A défaut, la nouvelle contrainte est rejetée est le procédé prend fin. Dans un mode préféré, l'étape de validation comprend également la vérification du point ou de la zone d'application de la nouvelle contrainte, qui doit impérativement s'appliquer sur un point en surface du modèle de la pièce. Lors de l'étape 40, le procédé crée un objet tridimensionnel représentant un symbole tridimensionnel dans l'environnement logiciel de CAO. L'aspect de l'objet et son orientation par rapport au modèle de la pièce dépendent des paramètres spécifiés à l'étape précédente. De préférence, l'apparence de l'objet est apparentée au symbole en deux dimensions spécifié par la norme NF E04-013 et représentant le même type de contrainte de prise de la pièce modélisée. Dans une réalisation préférée du procédé, le système CAO a recours à une base de données comprenant un template d'objet tridimensionnel pour chacune des contraintes que l'utilisateur peut choisir de créer. Les paramètres fournis servent au dimensionnement et à l'orientation de l'objet, qui est créé comme une instance spécifique du template approprié. Lors de l'étape 50, la contrainte paramétrée et l'objet ainsi créé sont associés au modèle de la pièce. Les données deviennent des métadonnées du modèle de la pièce et peuvent de préférence être enregistrées dans une base de données prévue à cet effet. La contrainte ainsi associée au modèle de la pièce figure par la suite parmi les contraintes de prise prédéfinies auxquelles une nouvelle contrainte de prise créé par une nouvelle itération du procédé devra satisfaire lors de l'étape de validation 30. L'association permet de créer un lien dynamique entre les paramètres de la contrainte et les paramètres du modèle de la pièce. Une modification du modèle peut par la suite engendrer une modification d'une contrainte de prise y associée, ainsi que de l'objet créé en rapport avec la contrainte associée. Par exemple, si une contrainte de prise tel qu'un point d'appui, est définie comme étant dirigée dans une direction orthogonale à une surface du modèle de la pièce, alors un changement de l'orientation de la surface aura comme conséquence un changement de l'orientation de la contrainte, de façon à ce que celle-ci reste orthogonale à la surface. La figure 3 donne une illustration d'une représentation possible d'objets créés et associés à un modèle d'une pièce mécanique par le procédé décrit. Les objets 110, 111, 120, 121, 122, 123, 130, 131, 132 sont représentés par rapport à un modèle 100 d'une pièce en phase de conception dans un logiciel de CAO. A titre d'exemple, les objets 120, 121, 122 et 123 sont des représentations de contraintes de serrage qui s'appliquent perpendiculairement aux surfaces 102 et 103 de la pièce 100. Des contraintes d'appui 130, 131, 132 sont appliquées sur les faces respectivement opposées. Les objets 110 et 111 représentent des contraintes de prise de pièce spécifiques associées au modèle 100 par le biais du procédé selon l'invention, et s'appliquant à la surface 111. Selon un mode préféré de l'invention, les paramètres qui définissent l'aspect des objets peuvent être altérés par le biais d'une manipulation graphique des objets. Ainsi l'utilisateur peut changer l'orientation d'une contrainte en changeant l'orientation de l'objet associé à la contrainte, par exemple en utilisant une souris. Avantageusement, les objets sont représentés à une échelle choisie par l'utilisateur, de façon à rendre leur représentation mieux compréhensible. Un dispositif apte à la mise oeuvre du procédé décrit comprend une mémoire, des moyens de visualisation, tels qu'un écran, et des moyens processeurs. La mémoire sert d'élément de stockage pour les modèles tridimensionnels de la pièce, ainsi que pour les paramètres qui décrivent les contraintes de prise associées au modèle de la pièce. Les moyens processeurs sont configurés pour charger un modèle tridimensionnel d'une pièce mécanique dans un environnement logiciel de CAO exécuté par le dispositif. En outre ils sont aptes à comparer une nouvelle contrainte de prise de ladite pièce par rapport à des contraintes de prise préalablement associées au modèle. Si la nouvelle contrainte est compatible avec des contraintes préalablement associées à la pièce, les moyens processeurs sont aptes à créer un objet tridimensionnel dans l'environnement logiciel, dont l'aspect et l'orientation par rapport au modèle de la pièce dépendent de ladite contrainte. Les moyens processeurs sont également aptes à associer la contrainte et l'objet au modèle de la pièce dans l'environnement logiciel, par exemple en enregistrant les données pertinentes dans une base de données stockée dans la mémoire du dispositif. Les moyens processeurs sont aptes à implémenter les étapes 10, 20, 30, 40 et 50 du procédé décrit. La nouvelle contrainte de prise est de préférence mise à disposition par le biais d'une interface homme-machine. Selon un mode préféré de l'invention, le dispositif en question est un ordinateur programmable, et la mémoire contient des instructions lisibles par l'ordinateur, qui, lorsqu'elles sont exécutées, amènent les moyens processeurs à mettre en oeuvre le procédé selon l'invention. De manière préférée, les instructions en question sont chargées dans la mémoire de l'ordinateur par le biais d'un produit logiciel comprenant un support lisible par l'ordinateur, et qui comprend les instructions destinées à la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. REVENDICATIONS1. Procédé destiné à faciliter la conception 3D d'une pièce, le procédé comprenant les étapes de : - mise à disposition d'un modèle tridimensionnel d'une pièce dans un environnement logiciel (10); - mise à disposition d'une contrainte de prise de ladite pièce par rapport à son environnement (20); - création d'un objet tridimensionnel par l'environnement logiciel, dont l'aspect et l'orientation par rapport au modèle de la pièce dépendent de ladite contrainte de prise (40), et - association de la contrainte de prise et de l'objet au modèle de la pièce par l'environnement logiciel (50) ; caractérisé en ce que les étapes de création et d'association sont effectuées par l'environnement logiciel conditionnellement à la conformité, validée par l'environnement logiciel, de ladite contrainte de prise par rapport à au moins une contrainte de prise prédéfinie associée à ladite pièce (30). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que au moins une des contraintes prédéfinies de mise en position ou de maintien en situation associées à ladite pièce y a été associée par le procédé selon la- revendication 1. 3. Procédé selon une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le procédé comprend une étape de positionnement de l'objet créé par rapport à une surface du modèle de la pièce, de façon à ce que l'objet et le modèle de la pièce ne s'intersectent pas. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la position de l'objet par rapport à la surface du modèle de la pièce est indépendante de l'échelle à laquelle le modèle et l'objet sont représentés. 5. Procédé selon une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ladite pièce est une pièce d'un véhicule automobile. 6. Dispositif pour mettre en oeuvre le procédé selon une quelconque des revendications 1 à 5, le dispositif comprenant une mémoire, des moyens de visualisation et des moyens processeurs destinés à - mettre à disposition un modèle tridimensionnel (100) d'une pièce dans un environnement logiciel exécuté par le dispositif; - mettre à disposition une contrainte de prise de ladite pièce par rapport à son environnement ; - créer un objet tridimensionnel (120) dans l'environnement logiciel dont l'aspect et l'orientation par rapport au modèle de la pièce (100) dépendent de ladite contrainte de prise ; - associer la contrainte de prise et l'objet au modèle de la pièce dans l'environnement logiciel ; caractérisé en ce les moyens processeurs sont disposés à effectuer les étapes de création et d'association conditionnellement à la compatibilité, vérifiée par les moyens processeurs, de ladite contrainte de prise par rapport à des contraintes de prise associées à ladite pièce. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le dispositif comprend une interface homme-machine permettant la mise-à disposition de ladite contrainte de prise de ladite pièce par un utilisateur du dispositif. 8. Un programme d'ordinateur comprenant des instructions lisibles par un ordinateur qui, lorsqu'elles sont exécutées par un ordinateur, amènent l'ordinateur à mettre en oeuvre le procédé selon une quelconque des revendications 1 à 5. 9. Un produit logiciel d'ordinateur comprenant un support lisible par un ordinateur, sur lequel le programme d'ordinateur selon la revendication 6 est enregistré.30