FR2617306A1 - Systeme de calibrage integre par ordinateur - Google Patents

Abstract

Le système fonctionne pour comparer des modèles tridimensionnels de calibres de contrôle construits à partir de données de conception assistée par ordinateur CAO pour une pièce manufacturée et de libellés normalisés de dimension géométrique et de tolérance à des modèles tridimensionnels construits à partir de données de contrôle obtenues à partir de la pièce manufacturée 17. La comparaison est faite graphiquement et mathématiquement. Les pièces sont jugées dans les tolérances ou hors tolérances. Si elles sont hors tolérances, elles peuvent être jugées rectifiables ou à éliminer. En outre, le système est capable de déterminer la correction de syntaxe pour les normes de tolérance, de définir la séquence d'étapes pour un travail spécifique avant l'exécution de celui-ci, de réaliser des analyses de conformité aux tolérances d'une pièce individuelle et des analyses statistiques de tolérance de pièce pour plusieurs pièces, des analyses de tolérances pour des pièces conjuguées, et la génération de libellés de tolérance pour des particularités d'éléments fixes ou flottants sur des pièces.

Description

La présente invention concerne un outil de contrôle pour des pièces

mécaniques, notamment un tel outil qui utilise des données de conception de pièce pour construire un calibre de contrôle, et des données de contrôle pour construire un modèle de la pièce contrôlée pour comparaison au calibre. ' L'invention vise un procédé de contrôle pour une pièce structurelle ayant des caractéristiques dimensionnelles et des indications de tolérances connues, ce procédé utilisant un ordinateur relié à un

appareillage de mesure de position déplaçable. multi-

dimensionnel qui fonctionne pour déterminer les posi-

tions de particularités structurales sur la pièce. Le procédé comporte les étapes consistant à construire un modèle multidimensionnel d'un calibre de contrôle

utilisant les indications de dimensions et de toléran-

ces de la pièce. Un chemin de contrôle est élaboré par

rapport à la pièce, qui définit le mouvement de l'appa-

reillage de mesure de position pour le contrôle de la pièce. L'appareillage de mesure de position est alors déplacé le long du chemin de contrôle et recueille des données de positionnement le long de ce chemin, et un modèle multidimensionnel de la pièce structurale est construit en utilisant les positions déterminées des particularités structurales. Le modèle fourni par le calibrage de contrôle est ensuite comparé au modèle

de la pièce structurale et il est par ce moyen déter-

miné si la pièce est dans les tolérances ou hors tolérances. L'appareillage selon l'invention sert à comparer un modèle tridimensionnel d'un calibre de contrôle à un modèle tridimensionnel d'une pièce fabriquée, en utilisant des données de conception assistée par ordinateur pour la pièce. Un ordinateur reçoit les données de conception de la pièce, et un dispositif de présentation d'informations est relié à l'ordinateur pour présenter des modèles de la pièce

conçue, du calibre de contrôle et de la pièce fabri-

quée. Un clavier est aussi relié à l'ordinateur pour

sélectionner des indications particulières de dimen-

sions et de tolérances sur la représentation du modèle de la pièce conçue, à partir desquelles le modèle de calibre de contrôle à utiliser est sélectionné. Un organe mobile est fixé à des moyens prévus pour déplacer cet organe suivant trois directions dans l'espace. Les moyens de déplacement sont reliés à l'ordinateur de façon qu'un chemin de contrôle puisse être suivi par l'organe mobile autour de la pièce fabriquée. Un capteur de position est fixé à l'organe mobile, également relié à l'ordinateur, de façon que les positions des particularités de la pièce contrôlée puissent être détectées et que le modèle de la pièce

fabriquée puisse être construit à partir de ces posi-

tions. Les modèles du calibre de contrôle et de la pièce fabriquée sont comparés visuellement sur le

dispositif de présentation d'informations et mathéma-

tiquement par l'ordinateur pour déterminer les parti-

cularités dimensionnelles de la pièce fabriquée qui sont dans les tolérances et, éventuellement, celles

qui sont hors tolérances.

3. L'invention propose en outre un procédé de

contrôle d'une pièce structurale ayant des particula-

rités dimensionnelles et des indications de toléran-

ces connues, ce procédé utilisant un ordinateur relié à un appareillage de mesure de position déplaeable multidimensionnel qui fonctionne pour déterminer les

positions de particularités structurales sur la pièce.

Le procédé comprend les étapes consistant à contrôler

les indications de tolérances pour la pièce pour véri-

fier si leur syntaxe est correcte, et à construire un modèle multidimensionnel d'un calibre de contrôle, si

la syntaxe est trouvée correcte, en utilisant les indi-

cations de dimensions et de tolérances de la pièce.

Un chemin de contrôle est créé par rapport à la pièce, qui définit le mouvement de l'appareillage de mesure de position pour le contrôle de la pièce. L'appareillage de mesure de position est ensuite déplacé le long du

chemin de contrôle et recueille les données de posi-

tionnement le long de ce chemin, et un modèle multi-

dimensionnel de la pièce structurale est construit en utilisant les positions déterminées des particularités structurales. Le modèle de calibre de contrôle est ensuite comparé au modèle de la pièce structurale et il est par ce moyen déterminé si la pièce est dans les

tolérances ou hors tolérances.

Suivant un autre aspect de l'invention, il est prévu un procédé pour prédéterminer une suite d'opérations à exécuter sur une pièce par un système comportant un ordinateur relié à un appareillage de

mesure de position déplaçable suivant plusieurs direc-

tions, une mémoire reliée à l'ordinateur et contenant un modèle de conception assistée par ordinateur de la pièce à soumettre à la séquence d'opérations, et une machine pour exécuter des opérations sur la pièce, la machine étant adaptée pour être reliée au système et

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commandée par celui-ci. Le procédé comprend les étapes consistant à informer le système de l'identité de la machine, connecter la machine au système, identifier

un point sur le modèle à conception assistée par ordi-

nateur pour l'orientation de l'appareillage de mesure de position-et de la machine, désigner la séquence

d'opérations à exécuter par la machine et par l'appa-

reillage de mesure de position, analyser les données

obtenues au cours d'opérations faisant appel à l'appa-

reillage de mesure de position, et déconnecter la machine. _- Suivant un autre aspect de l'invention, un procédé est proposé pour analyser des données relatives à une pièce physique résultant du fonctionnement d'un

système comportant un ordinateur relié à un appareil-

lage de mesure de position déplaçable suivant plusieurs directions, une machine déplaçable suivant plusieurs directions commandée par le système, et une mémoire reliée à l'ordinateur pour conserver des données de conception assistée par ordinateur relatives à la pièce à soumettre à l'analyse, ainsi que pour recevoir des données relatives à la configuration physique de la pièce. Le procédé comprend les étapes consistant à élaborer des données représentatives d'un calibre de contrôle pour certaines particularités sur la pièce par

extraction de données de conception assistée par ordi-

nateur relatives à de telles particularités, mesurer les particularités physiques correspondantes de la

pièce, mémoriser les données relatives aux particulari-

tés physiques de la pièce, et déterminer le degré de concordance entre le calibre et les données mesurées

sur la pièce.

L'invention vise aussi un système pour contrôler une pièce structurale en liaison avec des données de conception assistée par ordinateur pour la pièce, ce système comprenant des moyens pour lire les dimensions et tolérances dans les données de conception assistée par ordinateur pour les particularités à contrôler de la pièce, des moyens pour construire mathématiquement un calibre de contrôle tridimensionnel pour la pièce, utilisant les dimensions et tolérances, des moyens pour mesurer les particularités à contrôler de la pièce et pour fournir des données de contrôle représentatives de ces particularités, des moyens pour construire mathématiquement un modèle tridimensionnel des particularités contrôlées de la pièce, et des moyens pour comparer le modèle tridimensionnel au calibre tridimensionnel, de sorte que le degré de conformité aux tolérances des données de conception est

déterminé.

En outre, l'invention propose un système de présentation visuelle d'informations commandé par

ordinateur pour le contrôle et l'analyse de particula-

rités prédéterminées de pièces sur une pièce structu-

rale, relié à un dispositif contenant des données de conception assistée par ordinateur et de tolérances pour la pièce structurale. Le système comporte une surface de visualisation, des moyens pour présenter simultanément un modèle de données de conception de la pièce structurale et un chemin de contrôle autour du

modèle de la pièce pour les particularités prédétermi-

nées de la pièce, et des moyens pour modifier sélecti-

vement le chemin de contrôle sur la surface de visuali-

sation. Suivant une autre forme de réalisation, il est proposé un système de visualisation commandé par

ordinateur pour le contrôle et l'analyse de particula-

rités prédéterminées de pièces sur une pièce structu-

rame, en liaison avec des données de conception assis-

tée par ordinateur et de tolérances décrivant la pièce

structurale et des moyens de mesure pour les particu-

larités prédéterminées de la pièce qui comprennent une surface de visualisation, et des moyens pour présenter simultanément un modèle des particularités mesurées de la pièce structurale et un modèle d'un calibre de contrôle construit à partir de données de conception assistée par ordinateur et de tolérances correspondant

aux particularités prédéterminées de la pièce.

L'invention comprend en outre un procédé d'investigation de la compatibilité des indications de tolérances sur des pièces conjuguées, dans lequel des données de conception et de tolérances poui les pièces conjuguées sont disponibles dans une mémoire, comprenant les étapes consistant à extraire de la mémoire les données de conception et de tolérances relatives aux pièces conjuguées, étudier les états de tolérances dans le cas le plus défavorable pour

l'interférence des matériaux entre les pièces conju-

guées et indiquer soit l'absence d'interférence lorsqu'il n'y a pas d'interférence, soit un emplacement

d'interférence lorsqu'il y a une interférence.

L'invention vise encore un procédé d'inves-

tigation de la compatibilité des indications de tolé-

rances sur des pièces conjuguées, dans lequel des données de conception et de tolérances comprenant des éléments de référence pour les pièces conjuguées, sont disponibles dans une mémoire. Le procédé comprend les étapes consistant à-extraire de la mémoire les données de conception et de tolérances relatives aux pièces conjuguées, déterminer s'il y a'contradiction dans les indications d'éléments de référence dans les données de tolérances pour les pièces conjuguées, et indiquer soit l'absence de contradiction là o il n'y a pas de contradiction, soit l'emplacement d'une contradiction

là o il y a une contradiction.

L'invention vise enfin un procédé pour-déter-

miner les indications de tolérances pour des particu-

larités relatives à des éléments de fixation fixes ou flottants sur des pièces conjuguées, dans lequel des données de conception pour les pièces conjuguées sont disponibles dans une mémoire, ce procédé comprenant les

étapes consistant à sélectionner un élément de fixa-

tion, désigner l'emplacement sur une -pièce o l'élément de fixation doit être utilisé, désigner les éléments de

référence sur la pièce à partir desquels les emplace-

ments des éléments de fixation doivent être référencés, sélectionner un outil pour façonner les particularités de la pièce pour recevoir les éléments de fixation, déterminer les dimensions maximales et minimales des particularités de la pièce en tenant compte de l'outil et de l'élément de fixation sélectionnés, et visualiser les tolérances de position pour les particularités de

la pièce pour l'élément de fixation.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture

de la description détaillée donnée ci-après en réfé-

rence aux dessins annexés donnés à titre d'exemples

non limitatifs, auxquels:.

la figure 1 est un schéma synoptique représentant les parties constitutives du système selon l'invention; * la figure 2 est un organigramme relatif au système de calibrage intégré par ordinateur selon l'invention; 30. la figure 3 est une vue en perspective d'un modèle d'une pièce fabriquée soumise au contrôle selon l'invention; la figure 4 est une vue en perspective d'un calibre de contrôle construit selon l'invention; 35. la figure 5 est un diagramme représentant

l'élaboration d'un chemin de contrôle selon l'inven-

tion; la figure 6A est une vue de dessus du calibre de contrôle de la figure 4; 5. la figure 6B est une vue de dessus de la pièce fabriquée de la figure 1; la figure 7 est un organigramme montrant les détails des parties initiales de l'organigramme de la figure 2; 10. la figure 8 est un organigramme montrant les détails de parties suivantes de l'organigramme de la figure 2; la figure 9 est un organigramme montrant les détails des parties finales de l'organigramme de la figure 2;

la figure 10 est un organigramme de circu-

lation de données du système selon l'invention; la figure 11 est un tableau de symboles normalisés représentant, de i'ANSI (American National Standard Institute = Institut national américain des normes) pour l'indication des tolérances; la figure 12 est une vue en perspective

d'une pièce fabriquée indiquant les éléments de réfé-

rence sur la pièce; 25. les figures 13A à 13C sont des'tableaux représentant des calibres de contrôle et des éléments de référence pour la pièce fabriquée de la figure 12; la figure 14 est une vue de dessus d'une pièce avec des indications de particularités de pièce syntaxiquement incorrectes; la figure 15 est une vue de dessus de la pièce de la figure 14 avec d'autres indications de particularités de pièce syntaxiquement incorrectes; la figure 16 est une vue de dessus de

pièces conjuguées illustrant des indications concor-

dantes de particularités de pièce.

Un titre court pour la fonction remplie par le système selon l'invention est "calibrage intégré

par ordinateur" (CIG).

Le système selon l'invention est schématisé à la figure 1 o un ordinateur 11, tel que le VAXll/780 (marque déposée), est relié à un écran de visualisation 12 tel que le Tektronix 4115 (marque déposée). Un clavier 13 est prévu pour introduire des informations dans le système pour utilisation par l'ordinateur pour commander le fonctionnement du système. Une indication visuelle du fonctionnement du clavier est fournie par l'écran 12. Un mécanisme ou robot 14 pour produire un mouvement tridimensionnel dans les limites d'un volume prédéterminé est représenté par le robot Automatix désigné Aid 800 (marque déposée). Une caméra 16 est montée dans une position connue au-dessus d'un espace

de travail et est utilisée pour déterminer l'orienta-

tion d'une pièce 17 reposant sur une surface formant support 18 située audessous. Un capteur 19 est fixé au robot 14 et représenté à titre d'exemple par le dispositif de contrôle sans contact constitué par un

capteur à laser SELCOM (marque déposée) à la figure 1.

Il est à noter que le capteur de position 19 peut être constitué par une machine à mesure de coordonnées ou une machine-outil à commande numérique équipée d'un palpeur. Ces dispositifs recueillent des données de

contrôle en étant physiquement en contact avec diver-

ses particularités mécaniques de la pièce 17.

L'examen de la figure 2 montre que l'organi-

gramme qu'elle représente indique que la première étape

- du procédé définissant l'invention implique l'élabora-

tion d'un calibre fonctionnel de contrôle. La manière dont cela est réalisé comporte la transmission de données de conception assistée par ordinateur (CAO) pour une pièce 17 à l'ordinateur 11 représenté à la

figure 1 et la visualisation subséquente 20, en pers-

pective comme cela est représenté à la figure 3, de la pièce conçue avec des informations dimensionnelles et

de tolérances en conformité avec des normes de dimen-

sionnement géométrique et de fixation de tolérances. La norme utilisée ici pour illustrer l'invention est

la norme nationale américaine ANSI Y14.5. On a repré-

senté trois références de surface, A, B et C. Les références peuvent tout aussi bien comprendre le bord d'une pièce, un point sur une pièce, un trou, etc. Comme on le voit à la figure 3, l'indication ou libellé dimensionnel indique quatre trous d'un pouce (25,5 mm) de diamètre, plus 0,125 pouce (3,175 mm), moins 0,0 pouce (0,0 mm) sur la visualisation ou le modèle 20 de la pièce 17. Ces indications de dimensions et de

tolérances sont considérées comme étant une particula-

rité critique et majeure pour la pièce représentée.

Les trous sont indiqués comme étant à positionner en utilisant la méthode de fixation des tolérances appelée "position vraie" (figure 11) comme cela est indiqué par le symbole initial dans le bloc de tolérances. D'autres

méthodes de fixation des tolérances des pièces dessi-

nées peuvent être choisies telles que la référence à un profil d'une surface ou l'emploi de dimensions avec des tolérances du type plus ou moins. Les trous de la pièce de la figure 3 doivent être positionnés de telle manière que leurs centres, une fois les trous usinés, ne varient que dans un cercle de 0,06 pouce (1,524 mm) de diamètre à l'état de maximum de matériau (MMC, trous de diamètre le plus petit). Si le trou a un diamètre plus grand qu'à l'état de maximum de matériau, lé

diamètre du cercle de tolérance augmente proportionnel-

lement. La position vraie de chaque trou est définie par rapport aux trois surfaces indiquées A, B et C. L'opérateur du système observe le dessin

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idéal ou modèle 20 de la pièce 17 sur l'écran 12 et est en mesure d'imposer au système, par l'intermédiaire du clavier 13, l'une quelconque de plusieurs conventions

de fixation de tolérances qui figure dans un menu appa-

raissant sur l'écran. Sur le dessin de la figure 3, le

symbole normalisé de fixation des tolérances de posi-

tion vraie est porté, et un curseur qui apparaît sur l'écran est positionné pour indiquer les indications de dimensions et de tolérances relatives aux quatre trous représentés de la pièce 17. L'ordinateur reçoit les indications de dimensions et de tolérances. Les informations de tolérances sont vérifiées par des

instructions du programme pour s'assurer de leur correc-

tion syntaxique. Une fois que la syntaxe des tolérances est jugée correcte, l'ordinateur élabore un modèle de calibre de contrôle 21 tel qu'il est représenté à la figure 4. La cohérence du symbolisme des tolérances

de conception de la pièce est, par conséquent, confirmée.

Connaissant la description de la conception de la pièce

et les tolérances appliquées aux particularités décri-

tes, un calibre de contrôle ou fonctionnel utilisant les mêmes références de tolérances que la pièce est

construit par l'ordinateur et présenté sur l'écran.

La réalisation de cette étape est indiqué en A sur la

figure 2. Les données du calibre de contrôle sont mémo-

risées pour une utilisation ultérieure.

Le concepteur de la pièce a établi des indi-

cations de dimensions et de tolérances pour une pièce destinée à être utilisée dans un ensemble. Les données fonctionnelles d'un calibre viennent d'être créées pour la pièce comme cela est décrit ci-dessus. Le système

exécute alors ce qui est appelé une analyse des toléran-

ces de conception comme cela est indiqué à la figure 2.

Le but de l'analyse des tolérances de conception est de déterminer si la pièce conçue et tolérancée telle qu'elle l'est s'ajustera, pour toutes les valeurs de

ces tolérances, avec la pièce conjuguée dans liensem-

ble considéré. Les détails de cette partie du proces-

sus sont illustrés à la figure 7. L'opérateur doit choisir entre analyser les tolérances fixées par le

concepteur de la pièce et définir de nouvelles tolé-

rances, optimales, pour celle-ci. S'il décide d'analy-

ser les tolérances existantes, une pièce correspondant au cas le plus défavorable est créée par l'ordinateur, la pièce étant alors dans un état "virtuel" (voir norme américaine ANSI Y 14.5), c'est-à-dire que les trous sont tous à la limite inférieure des tolérances et tous les bossages, toutes les collerettes, etc. sont à la limite supérieure des tolérances. De plus, si des trous sont dimensionnés par rapport à la position vraie, leur diamètre est en outre réduit de la valeur de la tolérance de position définie. Cette façon de procéder simule le cas des trous qui seraient placés, pour les besoins de la représentation de la pièce dans le cas le plus défavorable, aux limites opposées des

tolérances de positionnement.

Une fois que la pièce correspondant au cas

le plus défavorable (état virtuel, avec état de maxi-

mum de matériau et écart maximal de position) est construit par l'ordinateur, les éléments de référence pour les indications de tolérances sont alignés sur ceux de la pièce conjuguée. La pièce conjuguée est aussi construite par l'ordinateur dans son état virtuel. L'ordinateur vérifie la compatibilité entre la pièce soumise à l'analyse des tolérances et la pièce conjuguée. Si les pièces correspondant au cas

le plus défavorable s'ajustent, les données de concep-

tion et les données de tolérances sont mémorisées pour une utilisation ultérieure. Si les pièces correspondant au cas le plus défavorable ne s'ajustent pas, le

processus est ramené au point G, comme cela est repré-

senté à la figure 7. Le retour du processus à ce.point se produit- pour que la conception puisse être améliorée du point de vue des tolérances par la création de trous ou de bossages, ou les deux, avec des dimensions nomi-

nales différentes, c'est-à-dire pour apporter une modi-

fication à la géométrie du modèle.

Comme on peut le voir sur la figure 7, si les tolérances existantes analysées ne conviennent pas, à partir du point G. un nouveau contrôle est effectué sur

la pièce ou une modification est apportée à celle-ci.

Dans certains cas, de nouvelles tolérances sont intro-

duites dans le système par le concepteur des pièces.

Un nouveau contrôle de la syntaxe des tolérances est

alors effectué-sur les nouvelles tolérances. Alternati-

vement, dans le cas d'une modification de la géométrie du modèle, les tolérances sont analysées pour le modèle résultant de la modification. Un nouveau calibre de contrôle est ensuite construit par l'ordinateur si la syntaxe des tolérances est correcte. L'analyse de tout

ensemble de tolérances existantes implique la répéti-

tion du processus décrit ci-dessus.

Le système CIGMA peut analyser tout ensemble de tolérances spécifiées de dimensionnement géométrique et de fixation de tolérances. Toutefois, le système CIGMA n'est actuellement capable de définir des nouvelles tolérances de lui-même que dans deux cas particuliers de conception: les cas d'éléments de fixation fixes ou flottants. Dans ces cas particuliers o les pièces sont

fixées l'une à l'autre (maintenues en tension), l'ana-

lyse des éléments de fixation fixes ou flottants de la figure 7 est effectuée. Un boulon est un exemple d'élément de fixation. Il peut traverser une pièce ou la vis peut être vissée dans une pièce. Un élément de fixation est généralement choisi d'après la norme américaine "Federal Standard H-28". Le concepteur

choisit l'élément de fixation en fonction des contrain-

tes auquel il sera soumis. La norme fédérale spécifie les dimensions du filetage de la vis pour les Services fédéraux, notamment le diamètre du noyau, l'aire de portée de l'élément de fixation et la longueur de la partie filetée. Le diamètre du trou correspondant est calculé et complété par les tolérances supérieure et inférieure sur sa valeur nominale et une tolérance de position vraie est prévue pour le trou. Les éléments de référence utilisés pour la position du trou sont affectés d'indications de tolérances de planéité, de

rectitude, de rotondité ou de cylindricité pour garan-

tir que toute erreur de position éventuelle par rapport aux éléments de référence est inférieure à un dixième des tolérances d'erreur sur la position vraie. Par exemple, si la tolérance de position vraie est de 0, 060 pouce (1,524 mm), toute erreur due à un défaut de

planéité des éléments de référence servant de référen-

ces pour la position du trou ne doit pas contribuer à plus de 0,006 pouce (0,152 mm) à l'erreur de position

du trou. Cette précaution sert.à garantir l'interchan-

geabilité des pièces.

Les tolérances sont ensuite analysées par le programme pour s'assurer qu'il n'y a pas de diminution de la surface de portée de l'élément de fixation par suite d'une erreur de position du trou par rapport à la pièce conjuguée pour la pièce analysée. Une diminution de la surface de portée d'un élément de fixation résulte d'un déplacement de l'élément latéralement dans le trou

dans la pièce analysée au point que la surface de por-

tée sous la tête d'une vis, par exemple, se trouve par-

tiellement au-dessus du trou au lieu de porter sur le matériau de la pièce entourant le trou. En résumé, on voit que l'analyse des tolérances optimales (définition de nouvelles tolérances) n'est effectuée par le système CIGMA que dans deux cas particuliers de dimensionnement géométrique et de fixation de tolérances, à savoir l'analyse d'éléments de fixation fixes ou flottants, tandis que l'analyse du cas le plus défavorable (analyse des tolérances existantes) est effectuée par le système CIGMA dans tous les cas de positionnement

géométrique et de fixation de tolérances.

On voit sur la figure 2 que l'étape qui suit l'exécution de l'analyse des tolérances de conception est la création d'un chemin de contrôle pour l'organe mobile suivant trois dimensions qui fait partie du robot 14 de la figure 1. Les détails de l'étape de la

création d'un chemin de contrôle sont donnés par l'or-

ganigramme de la figure 7. Le processus ne peut pas être commencé tant qu'il n'est pas assuré qu'un calibre

de contrôle pour la pièce a été construit et que l'ana-

lyse des tolérances de conception montre que la pièce s'ajuste correctement avec la pièce en contact. Lorsque le calibre de contrôle est construit et que l'analyse des tolérances est terminée avec succès, le graphisme du chemin de contrôle est formé et visualisé comme cela est représenté à la figure 5. Les x représentent les points de mesure le long des surfaces A, B et C. Trois

points de contrôle sur chaque surface A, B et C défi-

nissent la surface. Un palpeur 22 est représenté sur l'écran 12 avec un certain nombre d'extrémités 22a qui sont sélectionnées pour venir en contact avec un des points de contrôle (représentés sur la surface C) du

modèle 20 de pièce à conception assistée par ordinateur.

L'organe 22 de la figure 5 est appelé "groupe de pal-

peurs". Une tige de palpeur s'étend du groupe de pal- peurs et porte une extrémité de palpeur 22a à son extrémité libre. Un

certain nombre de représentations sont prévues dans le système. Une tige de palpeur peut être amenée sur l'écran cathodique à chacun des points

de contrôle représenté par les x sur la figure 5.

L'extrémité 22a de la tige du palpeur qui est utilisé

clignote sur l'écran. Il est également prévu une repré-

sentation dans laquelle le groupe de palpeurs 22 se déplace autour du modèle 20 de la pièce en amenant l'extrémité d'un palpeur en contact successivement avec

chaque point de contrôle. Le chemin suivi par l'extré-

mité du palpeur dans une représentation quelconque

utilisée dans un système CIGMA déterminé est une pro-

gression logique d'un point x à un autre avec prise en considération de la distance la plus courte entre deux

points successifs et évitement des obstacles. La pro-

gression est réalisée de façon à informer l'utilisateur

de la direction suivant laquelle le palpeur va s'appro-

cher physiquement de la surface à contrôler, et à four-

nir des informations qui peuvent être utilisées pour éviter des collisions entre le groupe de palpeurs et

la pièce. Des mesures sont effectuées pour chaque parti-

cularité spécifique de la pièce à chaque point de contact du palpeur. On voit aussi qu'il y a trois points de mesure associés à chacun des quatre trous de la

pièce 17, ce qui définit complètement chacun des trous.

Après avoir surveillé la représentation graphique du chemin de contrôle, l'ordinateur, sur un ordre reçu,

élabore un programme de chemin de contrôle en confor-

mité avec le chemin présenté sur l'écran. Le programme

de chemin de contrôle est ensuite converti en un pro-

gramme compréhensible pour le robot 14, et les données du chemin de contrôle sont ensuite mémorisées pour une utilisation ultérieure. La combinaison de cette partie du processus est indiquée par le repère B sur les

figures 2 et 7.

Si l'on désire modifier le chemin de contrôle, une fonction appropriée est introduite au clavier 13 et le curseur ou le vecteur sur l'écran 12 est commandé par l'opérateur. Un menu de modifications possibles du chemin de contrôle est présenté à l'opérateur, qui

peut désirer ajouter un point de contrôle sur une sur-

face, ou modifier la trajectoire de l'organe mobile pour éviter un obstacle. Dans le cas o un point de

contrôle supplémentaire sur une surface doit être dési-

gné pour le contrôle, une telle fonction est sélection-

née, le curseur est amené au point de contrôle supplé-

mentaire et le programme est informé de l'ajout par l'intermédiaire du clavier. Dans le cas o le chemin à suivre par l'organe mobile doit être modifié pour éviter un obstacle, la fonction correspondante est sélectionnée et le curseur est amené à un point ou des

points successifs sur l'écran par lesquels il est main-

tenant désiré que l'organe mobile passe pour éviter l'obstacle. Les nouveaux points sont introduits dans le programme du chemin de contrôle par l'intermédiaire du clavier, et le programme qui décrit le chemin à suivre par l'organe. mobile est.ainsi modifié. Après création ou modification du chemin de contrôle, le programme du chemin de contrôle peut être appelé et présenté au fur et à mesure que le curseur effectue son mouvement le long du chemin de contrôle complet, ce qui

reproduit la séquence du mouvement effectué par l'or-

gane mobile du robot 14.

Comme on le voit sur la figure 2, après la création du chemin de contrôle et toute modification

éventuelle de ce chemin, la partie suivante du proces-

sus est relative à l'exécution d'un travail. L'exécu-

tion d'un travail est l'exécution de tout travail qui peut être exécuté par le système CIGMA et notamment

l'usinage de pièces, la commande statistique de pro-

cessus, etc. Les travaux peuvent être exécutés manuel-

lement par introduction d'ordres au clavier ou automa-

tiquement sous la commande de l'ordinateur. Lorsque la commande automatique est choisie, le langage de commande de travaux est d'abord défini, comme cela est décrit

ci-après. Après cela, l'exécution du travail est simu-

lée par présentation sur un écran. Toutes les opéra-

tions à exécuter sont simulées sur l'écran. La commande automatique du travail est ensuite sélectionnée par l'opérateur après que celui-ci a jugé que la simulation du travail est acceptable. Les critères appliqués pour l'acceptation de la simulation sont que toutes les opérations soumises à l'analyse sont correctes, avec un

écart nul par rapport au cas parfait. L'opérateur sélec-

tionne la commande automatique du travail sur un menu présenté sur l'écran et appelé "exécuter travail" à partir duquel il choisit soit le mode manuel, soit le

*mode automatique.

Revenant à la figure 2, on y voit que la tâche suivante dans le processus de la méthode selon l'invention consiste à effectuer des mesures sur la

pièce fabriquée 17. La mesure des particularités physi-

ques de la pièce fabriquée 17 n'est entreprise qu'après que le calibre de contrôle a été construit et que le chemin de contrôle a été créé, comme cela est décrit plus haut et représenté à la figure 8. De plus, un

choix est fait entre l'exécution du travail manuelle-

ment par l'opérateur ou automatiquement par le système, comme cela est décrit ci-dessus. Dans le cas o la commande automatique de l'exécution du travail est mise en oeuvre, le programme mémorisé de commande de travail est appelé, comme cela est indiqué au point E (figure 8) et le processus continue sous la commande de l'ordinateur. Autrement, les fonctions successives sont séquencées manuellement par sélection au clavier de

diverses options de menus par l'opérateur.

L'orientation de la pièce 17 sur la surface formant support 18 est détectée par la caméra 16 fixée

à un emplacement connu au-dessus du volume de travail.

L'orientation de la pièce est utilisée pour orienter le chemin-de contrôle puisqu'il doit être parcouru par l'organe mobile. L'organe mobile est déplacé, par le robot 14 en fonctionnement, le long du chemin de contrôle orienté. Des données de position pour les particularités physiques intéressantes sur la pièce fabriquée 17 sont obtenues par le capteur 19 (contrôle sans contact ou machine à mesure de coordonnées) fixé au robot et les données obtenues par mesure sont

converties en une forme qui peut être présentée visuel-

lement comme étant le modèle 17a de la pièce fabriquée, sur l'écran 12. Le modèle 17a, obtenu par mesure, de la

pièce fabriquée 17 est ensuite mémorisé pour une utili-

sation ultérieure. L'étape décrite ci-dessus est repré-

sentée au point C sur les figures 2 et 8.

Comme cela est indiqué sur la figure 2 après le point C, les données obtenues par mesure pour la pièce fabriquée 17 (et utilisées pour construire le

modèle obtenu par mesure 17a) sont analysées statisti-

quement comme cela est décrit en détail ci-après à l'aide de la figure 9 et un choix est fait soit par

l'opérateur, soit par le programme de commande de tra-

vail (selon le mode d'exécution du travail) pour déci-

der si les données obtenues par mesure seront analysées en les comparant au calibre de contrôle construit au point A ou sur la base des résultats statistiques des mesures effectuées sur une population de ces pièces, ou les deux. Dans le cas de la comparaison aux résultats statistiques des mesures effectuées sur la population de ces pièces, une analyse statistique des données de mesure est effectuée et, d'après le résultat de cette analyse, il est jugé si le processus est nominal, comme cela est décrit ci-après. Un processus non nominal est arrêté et la raison de l'écart statistique est recherchée et identifiée. Dans le cas de l'analyse faite par comparaison au calibre de contrôle construit, les données obtenues par mesure sont comparées au calibre de contrôle 21 de la figure 4. L'analyse par rapport au calibre fonctionnel ou de contrôle et l'analyse statistique des mesures sont effectuées simultanément. Comme on le voit sur la figure 9, les données représentant le calibre de contrôle 21, le chemin de contrôle entre les points de contrôle de la figure 5, et les données obtenues par mesure sur la pièce 17 doivent être complètes avant que l'étape de comparaison ou d'analyse statistique puisse être

entreprise. Les données statistiques déduites du pro-

cessus sont mises à jour au moyen des données obtenues

par mesure sur la pièce. Cette étape met à jour l'his-

torique de la fabrication des pièces. Le type d'analyse à effectuer, par rapport au calibre ou statistique, est choisi par l'opérateur ou par le programme de commande du travail. Si l'analyse par rapport au calibre est sélectionnée, les données du calibre de contrôle 21 et celles de la pièce fabriquée mesurée 17a sont appelées et comparées visuellement sur l'écran 12, ainsi que mathématiquement dans l'ordinateur 11. Le calibre de contrôle 21 de la figure 6A est généralement représenté en couleur verte sur l'écran, et le modèle 17a de la pièce fabriquée 17 telle qu'elle a été mesurée peut être présenté sur l'écran en couleur bleu clair. Le calibre de contrôle et le modèle de la pièce fabriquée sont ensuite superposés de façon que la pièce fabriquée puisse être comparée visuellement et directement au

calibre de contrôle. Une analyse mathématique a égale-

ment lieu. La comparaison visuelle des images en cou-

leur n'est prévue que pour le confort visuel de l'opé-

rateur et pour une vérification rapide. Il peut être immédiatement déterminé visuellement si le calibre de contrôle et la pièce fabriquée ont des surfaces qui se coupent, grâce aux couleurs différentes employées pour les représenter. Cependant, ce sont les résultats de la comparaison mathématique fournis par l'ordinateur qui seront utilisés ultérieurement et sont à ce stade

mémorisés comme cela est indiqué au point D. Les résul-

tats de la comparaison sont maintenus disponibles pour d'autres systèmes qui peuvent fonctionner en liaison

avec le système de calibrage intégré selon l'invention.

Les résultats de la comparaison sont ensuite formulés sous la forme d'un rapport d'erreur comme cela est indiqué au point J de la figure 9. Le rapport d'erreur est ensuite appelé pour présentation sur l'écran 12. S'il n'y a pas d'erreurs, une lampe verte s'allume pour indiquer que la pièce fabriquée est dans les tolérances. S'il y a des mesures hors tolérances, elles sont examinées pour voir si la pièce fabriquée peut être retouchée, de façon à éviter de la mettre au

rebut. Cela est effectué à l'instant indiqué en agran-

dissant graphiquement les trous jusqu'à leur diamètre maximal admissible (état de minimum de matériau) et en comparant les trous retouchés sur le modèle 17a de la pièce fabriquée 17 au calibre de contrôle 21. Si le calibre de contrôle s'ajuste avec la pièce retouchée, une lampe jaune s'allume, ce qui indique que la pièce est retouchable. Si le calibre de contrôle ne s'ajuste pas avec le modèle retouché de la pièce fabriquée, une lampe rouge s'allume, ce qui indique que la pièce fabriquée n'est pas retouchable et doit donc être mise

au rebut.

Si l'analyse statistique est sélectionnée, l'historique statistique d'une dimension mesurée d'une pièce spécifiée est examinée. Une surveillance constante des grandeurs dimensionnelles mesurées est prévue aux fins statistiques. La dernière mesure de pièce introduite est examinée pour déterminer si le processus est nominal. Cela signifie que l'on détermine si la mesure est comprise dans les limites de l'aire délimitée par une courbe en cloche de répartition normale et dans les limites de plus ou moins trois écarts-types (plus ou

moins trois sigmas) à partir de la moyenne de la répar-

tition normale. Si la dernière grandeur dimensionnelle mesurée est dans les limites de plus ou moins trois sigmas de la répartition normale, le programme passe à

la mesure d'une nouvelle dimension sur la pièce fabri-

quée. Si un point écarté donne une mesure qui se trouve à l'extérieur des limites de plus ou moins trois sigmas définies sous la courbe en cloche, le processus est arrêté et les intervalles statistiques pour cette grandeur mesurée sont présentés sur l'écran. La cause de l'erreur est ainsi déterminée par l'analyse des

tendances dans l'historique statistique du processus.

Le processus est ensuite modifié pour que de tels

points écartés risquent moins de se produire.

Les planches 13 à 32a des dessins conl-nt une liste abrégée de programme d'ordinateur décrivant une manière d'établir un programme pour faire fonctionner lc système selon l'invention en

réalisant 12 calibre C.cri 2t les processus du module de contrôle.

(Copyright FMC Cor2oration 1987).

Passant maintenant au diagramme de circula-

tion des informations de la figure 10, on voit que celui-ci représente la structure dans laquelle les modules du système CIGMA fonctionnent. L'utilisateur ou l'opérateur interagit avec le système CIGMA par l'intermédiaire d'un ou plusieurs dispositifs d'entrée/ sortie comme cela est représenté par le dispositif d'entrée/sortie 30 sur la figure 10. Ce dispositif peut être n'importe quel terminal graphique interactif qui peut présenter, manipuler et identifier des images

filaires tridimensionnelles, ainsi que du texte alpha-

numérique. Les programmes de commande des dispositifs

d'entrée/sortie et les sous-programmes lociciels asso-

ciés sont fournis par un générateur de banque de données de conception assistée par ordinateur (CAO) 31. Un processeur d'entrée/sortie 32 constitue une liaison supplémentaire dans l'interaction entre un utilisateur et le système CIGMA. L'interaction entre un utilisateur

et le système CIGMA est également assurée par le géné-

rateur de banque de données 31. Cette interaction est concrétisée, par exemple, par le fait que le processeur d'entrée/sortie 32 remplit les fonctions de sélection des différents modules du système CIGMA! d'introduction des nombres par l'intermédiaire d'un clavier et de sélection de la géométrie, nécessaires comme données pour la création d'un calibre. Les possibilités du

générateur de banque de données pour CAO 32 sont effec-

tivement utilisées pour créer le graphisme du calibre, mais c'est le processeur d'entrée/sortie du système CIGMA qui élabore les commandes nécessaires pour activer les programmes du système CIGMA et extraire

les données de la banque de données 33. Une spécifica-

tion d'interface est fournie au constructeur du système de conception assistée par ordinateur, qui l'utilise pour écrire des sous-programmes qui permettent au générateur de banque de données de CAO 31 d'être connecté directement au système CIGMA. Les programmes

décrits d'après la spécification d'interface consti-

tuent le moyen par lequel le système CIGMA obtient des

données de l'utilisateur-et lui présente des informa-

tions en retour.

Les informations (ou données) sont échangées dans tout le système CIGMA de l'une des façon suivantes comme on le voit sur la figure 10:

1. La communication entre modules est réali-

sée par l'intermédiaire de la banque de données princi-

pales 33 du système CIGMA.

2. Les résultats des contrôles et analyses et les résultats statistiques sont écrits et ensuite

lus dans les fichiers d'entrée/sortie 34.

3. Les informations de positions sont envoyées

à, ou fournies par, divers dispositifs électromécani-

ques de contrôle tels que des machines à mesurer les coordonnées, des systèmes de vision artificielle, des machines-outils à commande numérique et des télémètres

à laser, représentés par le bloc 35 sur la figure 10.

Le générateur de banque de données de CAO 31

de la figure 10 est essentiel dans de nombreuses appli-

cations du système CIGMA dans lesquelles les données d'entrée sont des caractéristiques géométriques de CAO

d'objets tridimensionnels. De plus, de nombreuses appli-

cations du système CIGMA créent et présentent en sortie

des caractéristiques géométriques tridimensionnelles.

Le système CIGMA a été.conçu de telle façon qu'un générateur de banque de données de CAO (c'est-à-dire Anvil-4000, Unigraphics, CADAM) (marques déposées) puisse être raccordé au système. Le générateur de

banque de données de CAO permet à l'utilisateur d'éla-

borer des caractéristiques géométriques tridimension-

nelles de base et permet au système CIGMA d'utiliser

les fonctions intrinsèques de CAO pour créer et pré-

senter des caractéristiques géométriques suivant les besoins. Par l'intermédiaire du système de CAO, le système CIGMA remplit les fonctions d'entrée/sortie de

base que sont la commande de la présentation des infor-

mations sur l'écran du terminal, la présentation des menus et l'introduction des données. Du fait que le système CIGMA fonctionne en utilisant de nombreuses possibilités du système de CAO, les utilisateurs qui interagissent avec le système CIGMA peuvent ne pas savoir à un instant quelconque s'ils sont en train de faire exécuter le logiciel du constructeur du système de CAO ou le logiciel du système CIGMA.

Une description plus détaillée de chacun des

cinq modules du système CIGMA décrits succinctement

ci-dessus est donnée ci-après. Le diagramme de circula-

tion des informations de la figure 10 représente les cinq modules suivants: le module du calibre 36, le module de contrôle 37, le module d'analyse 38, le module de commande de travail 39, et le module des

tolérances 40. La description donnée ci-après pour

chaque module porte notamment sur les points suivants:

1. Les signaux d'entrée du module.

2. Comment le module fonctionne, qu'est-ce

qu'ilfait et quels sont les algorithmes utilisés.

3. Les signaux de sortie du module.

La description du module du calibre 36 de la

figure 10 commence par les signaux d'entrée du module.

Les signaux d'entrée comprennent les notes de dessin

et les caractéristiques géométriques tridimensionnelles.

Les notes de dessin sont celles qui sont représentées à la figure 11, qui est un tableau tiré de la norme nationale américaine pour le dimensionnement et la fixation des tolérances ("American National Standard of Dimensioning and Tolerancing"), ANSI Y14.5M, avec

des tolérances positives et négatives. Le dimensionne-

ment avec des tolérances positives et négatives est

considéré comme étant entièrement en dehors des tolé-

rances géométriques de la norme ANSI Y14.5M. Les carac-

téristiques géométriques tridimensionnelles sont four-

nies par le générateur de banque de données de CAO 31

relié au système CIGMA.

Le module du calibre 36, en plus de demander des informations géométriques tridimensionnelles à la banque de données de CAO 31, lui demande aussi des notes de dessin pour la fixation des tolérances. Le logiciel du système CIGMA demandes les informations au cours d'une séquence spécifique représentée par le

menu présenté à l'utilisateur. Le menu invite l'utilisa-

teur à commencer par définir les éléments de référence

sur les trois représentations géométriques dimension-

nelles de la pièce à dimensionner. La définition des éléments de référence comporte l'affectation d'un symbole à l'élément de référence (plan, trou, etc.), puis l'identifier de la particularité de l'élément de

référence en désignant la particularité pour le pro-

gramme, c'est-à-dire en identifiant les bords et l'emplacement d'un plan de référence. Le système CIGMA est capable de comprendre le texte de dessin de la norme Y14.5M. Par conséquent, les éléments de référence

sont définis plus en détail par les quatre caractéris-

tiques de forme (rectitude, planéité, circularité ou

rotondité, et cylindricité) représentées à la figure 11.

Les tolérances sur les caractéristiques de forme, affec-

tées aux éléments de référence, telles qu'elles sont sont décrites cidessus, ne doivent jamais être plus grandes qu'environ 10% de la tolérance admise pour les autres particularités de la pièce qui sont cotées par rapport aux éléments de référence. Par exemple, si une tolérance de position d'une autre particularité de la pièce est de 0,006 pouce (0,152 mm), la tolérance de planéité d'un plan utilisé comme élément de référence

ne doit pas être supérieure à 0,0006 pouce (0,015 mm).

Le système CIGMA comprend tout le reste du texte de dessin de la figure 11 qui peut être associé aux diverses particularités d'une pièce. En même temps que l'introduction du texte de dessin dans le système CIGMA, des contrôles de syntaxe ont lieu, dont des

exemples seront présentés plus loin.

Les tolérances de profil, les tolérances

d'orientation, les tolérances de position et les tolé-

rances de saillie (figure 11) sont toutes déterminées

par rapport à un ou plusieurs éléments de référence.

Lorsque ces tolérances sont spécifiées, un ou plusieurs éléments de référence doivent être indiqués avec le

symbole affecté à la particularité. Un exemple de sym-

bole régissant une particularité tel qu'il apparaît sur le dessin représentant une pièce, se présente de la façon suivante:

0 0,060 M ABC (exemple en pouces).

Cet exemple est exprimé au système CIGMA par l'utilisateur sous la forme: TP, CZ,,60 M, A, B, C. Dans cet exemple, la tolérance de position de 0, 060 pouce (1,524 mm) doit être considérée par rapport à trois éléments de référence, A, B et C. Les éléments de référence indiqués par ces symboles de commande de particularité servent à définir l'impératif fonctionnel des particularités à régir. Cela signifie que les

degrés de liberté de la particularité régie sont défi-

nis. Des exemples de l'application d'éléments de réfé-

rence à une pièce ayant certaines particularités régies

sont visibles sur la pièce contrôlée 41 de la figure 12.

Un certain nombre d'éléments de référence sont repré-

sentés sur la figure 12, sur la pièce 41, et sont dési-

gnés par les lettres A à E, et un certain nombre de

particularités de la pièce sont aussi représentées.

La pièce 41 a une base d'une seule pièce avec des dimensions de longueur et de largeur similaires et

une dimension de hauteur plus petite. La surface supé-

rieure 42 de la base est désignée par la lettre d'élé-

ment de référence A. La pièce 41 a aussi quatre bossa-

ges similaires 43 qui s'étendent vers le haut à partir de l'élément de référence A et un cinquième bossage 44 désigné par la lettre d'élément de référence E. Un côté vertical de la base est désigné par la lettre d'élément de référence C. Un autre côté vertical est désigné par la lettre d'élément de référence B. Un trou 46 disposé au centre de la base 42 est désigné par la lettre d'élément de référence D. Les figures 13A, B et C sont des tableaux

de schémas de calibres que le système CIGMA peut cons-

truire pour contrôler les diverses particularités de la pièce 41 de la figure 12. Chacune des figures 13A à 13C a quatre colonnes a, b, c, et d, et quatre lignes horizontales e, f, g et.h. On voit que si un calibre

représenté à la figure 13A, a, e pour les quatre bos-

sages 43 de la pièce 41 est construit en n'utilisant que l'élément de référence A dans les tolérances géométriques, le calibre aura quatre trous 47 et la dimension considérée aura trois autres degrés de liberté, un dans la direction de translation X (XTT), un dans la direction de translation Y (YTT) et un dans

la direction de rotation Z (ZTR). La cotation pa rap-

port à l'élément de référence A seulement ne lie pas les bossages 43 du dessin dans les directions de translation X ni Y, ni dans la direction de rotation Z. Les autres calibres des figures 13A, B et C ont des indications des éléments de référence appliqués au

uimensionnement géométrique de la pièce 41, et indi-

quent les autres degrés de liberté qui résultent de ce dimensionnement géométrique. Parfois, les indications d'éléments de référence contiennent en outre des symboles modificateurs tels que M (état de maximum de matériau) et S (sans tenir compte des dimensions de la particularité) qui ont un effet sur les autres degrés

de liberté et sont décrits ci-après.

Le système CIGMA détermine automatiquement quel est l'impératif fonctionnel d'un ensemble donné de

particularités. Il présente ensuite cette fonctionna-

lité sur l'écran en élaborant un modèle tridimension-

nel de la pièce conjuguée dans le cas le plus défavo-

rable, ce modèle étant parfois appelé "calibre fonc-

tionnel", un certain nombre de ces calibres étant représentés sur les figures 13A, B et C. Le système CIGMA détermine la fonctionnalité sousjacente pour tout ensemble d'éléments de référence et de symboles modificateurs dans un ordre particulier de priorité en appliquant les règles suivantes: Examinant la figure 13A, on voit qu'elle représente des calibres de contrôle de différentes particularités de la pièce 41.de la figure 12 o l'élément de référence utilisé pour la fixation des tolérances est un plan. Si l'élément de référence

utilisé est l'élément de référence principal, le sys-

tème CIGMA force trois points de contact entre cet élément de référence et la pièce en contact. Si

l'élément de référence utilisé est l'élément de réfé-

rence secondaire, le système CIGMA force deux points de contact entre cet élément de référence et la pièce en contact. Si l'élément de référence utilisé est l'élément de référence tertiaire, le système CIGMA

force un point de contact entre cet élément de réfé-

rence et la pièce en contact. Les éléments de réfé-

rence primaire, secondaire et tertiaire sont respecti-

vement les-premier, deuxième et troisième symboles

2 17306

d'éléments de référence qui apparaissent dans le bloc

de commande de particularité. Ils apparaissent à l'ex-

trémité droite du bloc de commande de particularité comme on le voit sur les tableaux de calibres des figures 13A à 13C. Si l'élément de commande indiqué dans le bloc de particularité est une particularité de dimension formant élément de référence, telle qu'un trou ou un bossage, ce sont les calibres des figures 13B et 13C qui s'appliquent. Si l'état de matériau pris comme référence est l'état de maximum de matériau (MMC ou M) comme on le voit à la figure 13B, et si l'élément de référence est l'élément de référence primaire, le système CIGMA force l'axe de la pièce en contact à être parallèle à l'axe de cet élément de référence suivant

trois dimensions. Si l'élément de référence est l'lé- ment de référence secondaire, le système CIGMA force la particularité de

la pièce en contact à se trouver

dans -les limites de cet élément de référence si celui-

ci est un trou ou à l'entourer complètement si c'est

un bossage. D'une façon analogue, si l!élément de réfé-

rence est un élément tertiaire, le système CIGMA force la particularité de la pièce en contact à se trouver

dans les limites de cet élément de référence si celui-

ci est un trou, ou à l'entourer complètement si c'est

un bossage.

Alternativement, si l'état de matériau indi-

qué est "sans tenir compte des dimensions de la parti-

cularité"(symbole RFS ou'S sur la figure 13C), si l'élément de référence est l'élément primaire, le système CIGMA force l'axe de la pièce en contact à être parallèle à l'axe de cet élément de référence suivant trois dimensions et empêche la particularité de la pièce en contact de se déplacer d'un mouvement de translation dans les limites de cet élément de référence. En d'autres termes, la particularité en contact est simulée par une-broche conique montée sur un ressort de compression axial qui la force à remplir l'espace

qui se trouve entre elle et l'élément de référence.

Cela peut être observé sur la figure 13C o une broche conique 48 est représentée construite sur les dessins des calibres quand l'élément de référence D (trou disposé centralement 46) de la pièce 41 de la figure 12

est utilisé dans le bloc de commande de particularité.

Ce cas s'oppose à celui du bossage 49 représenté sur

les calibres de la figure 13B, o le symbole de maxi-

mum de matériau M est utilisé.

Restant à la figure 13C, o l'indication RFS ou S est utilisé, si l'élément de référence auquel l'état de matériau s'applique est l'élément secondaire, le système CIGMA force la particularité de la pièce en contact à se trouver dans les limites de l'élément de référence si celui- ci est un trou, ou à l'entourer complètement si c'est un bossage. Comme cela a été expliqué pour l'élément de référence primaire dans le cas ci- dessus, cela empêche la particularité en contact

avec le calibre (figure 13C) de se déplacer d'un mouve-

ment de translation dans les limites de l'élément de référence, en l'occurence l'élément de référence D sur la pièce 41 de la figure 12. De la même façon, si l'élément de référence auquel s'applique l'état "sans tenir compte des dimensions de la particularité" est l'élément de référence tertiaire, le système CIGMA force la particularité de la pièce en contact à se trouver dans les limites de l'élément de référence si celui-ci est un trou, ou à l'entourer complètement si c'est un bossage. Comme pour les éléments de référence primaire et secondaire, un tel état de matériau affecté à un élément de référence tertiaire empêche la particularité d ela pièce en contact, c'est-à-dire la broche conique sur les calibres de la figure 13C, de se déplacer d'un mouvement de translation dans les limites de l'élément de référence, c'est-à-dire de l'élément D

sur la pièce 41 de la figure 12 dans cet exemple.

Quand des éléments de référence sont portés dans un bloc de commande de particularité, les règles précédentes peuvent être appliquées pour déterminer la

particularité précise de la pièce en contact par rap-

port aux particularités régies. Si l'élément de réfé-

rence primaire est un plan et si le bloc de commande de particularité contient les indications "position vraie, diamètre, 0,060 (1,524 mm) M A", o A est un plan, ce plan A commande physiquement l'orientation de la pièce en contact. Cela signifie que la pièce en contact doit faire contact sur les trois points élevés du plan A indiqué comme étant l'élément de référence primaire, et la surface en contact pourra se déplacer d'un mouvement de translation et de rotation, mais sera

obligée de rester coplanaire à la surface A de l'élé-

ment de référence. Un exemple d'un tel résultat de dimensionnement peut être observé sur la figure 13A,g,a, qui représente une pièce en contact (un calibre en l'occurence) pour la pièce 41 et qui peut se déplacer d'un mouvement de translation dans les directions XT et YT et peut tourner autour de ZTX. On voit aussi que

pour des indications de bloc de commande de particula-

rité "position vraie, diamètre,060 (1,524 mm) point de référence A", o A est un plan, la pièce en contact ou le calibre de la figure 13A,e,a, s'applique, ce qui permet la translation de la pièce en contact par

rapport à la pièce 41 de la figure 12 dans les direc-

tions XT et YT et la rotation autour de l'axe ZT.

Mathématiquement, l'élément de référence A réduit la liberté de mouvement permise d'un mouvement totalement non limité (trois directions de translation dans les deux sens et trois directions de rotation dans les deux sens) à trois degrés de liberté: translation le

long de XT et YT et rotation autour de ZT.

Si l'élément de référence primaire est un trou ou un bossage, les symboles M ou S sont utilisés

comme cela a été décrit plus haut. Si l'état de maté-

riau spécifié sur l'élément de référence primaire est l'état de maximum de matériau MMC (ou M), le bloc de commande de particularité peut se présenter comme suit:

O O,060 M D

Dans ce qui précède, le trou 46, représenté comme étant l'élément de référence D sur la figure 12, commande physiquement l'orientation de la pièce en contact pour la pièce 41. L'axe de la pièce en contact est forcé à être parallèle à l'axe du trou de référence D. D'une façon analogue, la broche 49 sur le calibre de la figure 13B,e,a est forcée à être parallèle à l'axe du trou de référence D. Une fois que l'élément de référence et la pièce en contact (ou le calibre) sont orientés correctement, les particularités en contact peuvent se déplacer d'un mouvement de rotation et tourner dans les limites des éléments de référence là o ceux-ci sont des trous comme D, et à entourer les éléments de référence et se déplacer d'un mouvement

de translation et tourner autour des élements de réfé-

rence là o ceux-ci sont des bossages. Géométriquement, la pièce en contact peut se déplacer d'un mouvement de translation le long des axes XT et YT, et tourner autour de l'axe ZT, comme on le voit sur la figure 13B,f,a, par exemple. Cependant, la pièce en mouvement est toujours maintenue dans les limites de l'élément de référence pour les trous de référence (D), ou est toujours maintenue autour de l'élément de référence pour les bossages de référence (E). Mathématiquement, l'élément de référence D réduit la liberté de mouvement permise de six degrés de liberté, ne permettant aucune

limitation du mouvement, à trois degrés de liberté.

De plus, un trou ou un bossage de référence limite l'amplitude de translation le long des axes XT et YT de la valeur de l'écartement entre la particularité formant élément de référence et la particularité de la

pièce en contact.

Si l'état de matériau sur l'élément de réfé-

rence primaire est "sans tenir compte des dimensions de la particularité" (RFS), indiqué sur S, le bloc de

commande de particularité se présente de la façon sui-

vante: 0 0,60 S D, o D est un trou ou un bossage. Dans les exemples représentzs, l'élément de référence D est un trou comme on le voit sur la

figure 12. Physiquement, le trou 46 commande l'orienta-

tion de la pièce en contact en forçant l'axe de celle-

ci à être parallèle à l'axe du trou (ou du bossage) de référence. Une fois que l'élément de référence et la

pièce en contact sont orientés correctement, la parti-

cularité en contact n'est autorisée qu'à tourner

autour de l'axe établi par l'élément de référence.

Aucune translation n'est autorisée comme avec le modi-

ficateur d'état de maximum de matériau MMC désigné par M décrit plus haut. Cela est illustré par la figure

13C,e,a, dans laquelle la rotation n'est permise qu'au-

tour de l'axe ZT. C'est ainsi que, dans ce cas, la spécification "sans tenir compte des dimensions de la particularité" (RFS) réduit mathématiquement la liberté de mouvement permise entre la pièce 41 et la pièce en

contact d'un état à six degrés de liberté sans limita-

tion à un état à un seul degré de liberté ZTR.

Le système CIGMA vérifie la syntaxe des indi-

cations de dimensions à la norme ANSI, comme cela a déjà été mentionné plus haut. Passant maintenant à la figure 14, on voit qu'elle représente une pièce

2 61730 6

usinée 54 comportant 7 trous 56. Comme on le voit sur la figure 14, l'élément de référence B est une lèvre

ou un bossage sur la pièce 54. Si on lit les indica-

tions du bloc, on voit que l'élément de référence B n'est pas modifié par une indication d'état de maximum de matériau M ni une indication "sans tenir compte des dimensions de la particularité" S. C'est une erreur puisque l'état du bossage n'est pas défini complètement sans une telle indication et il ne peut donc être un élément de référence utile. Le même raisonnement s'appliquerait si B était un trou de référence. Le bloc doit donc contenir les indications suivantes: 0 00

M D B S F. Le système reconnaît l'erreur, l'in-

dique sur l'écran et invite l'utilisateur à corriger

les indications de tolérances pour qu'elles apparais-

sent sous la forme correcte indiquée ci-dessus.

Passant maintenant à la figure 15, on y voit

* - des indications à la norme ANSI pour deux trous tarau-

dés 57 dans la pièce 54, dans lesquelles les diamètres

des trous sont tolérances à l'état de maximum de maté-

riau. Si cela n'est pas une véritable erreur du point de vue des normes de tolérances, il n'est est pas moins vrai que les trous sont taraudés et que l'indication M impose la mesure des crêtes des filets et des fonds des

filets pour vérifier leur conformité. Cela est visible-

- ment peu pratique, tant du point de vue de la mesure que du point de vue de l'utilisation. Le calibre de contrôle construit par le système CIGMA ne reconnaîtra pas l'indication de maximum de matériau. Tout ce qui est nécessaire, c'est le positionnement correct de

l'élément de fixation fixe qui se visse dans les filets.

En conséquence, le système CIGMA affiche un avertisse-

ment que le calibre de contrôle construit par le sys-

tème sera construit "sans tenir compte des dimensions de la particularité" et invite l'utilisateur à remplacer

2 617 30 6

M par S pour la tolérance de position vraie du diamètre

du trou.

Les calibres des figures 13A à C sont présen-

tés sur l'écran du système CIGMA dans un système de coordonnées XYZ et ne représentent que les particula-

rités régies de la pièce pour laquelle ils sont cons-

truits pour la contrôler mathématiquement. C'est pour-

quoi l'indication relativement simple qui n'indique que l'élément de référence A pour la pièce 41 de la figure 12 amène le système CIGMA à construire un calibre relativement simple comme on le voit à la figure 13A, e,a. Ce calibre ne se compose que de quatre trous 47 pratiqués dans le plan de référence A. On voit que les indications plus restrictives de la figure 13A,h,d utilisent comme éléments de référence le plan A, le

trou D et le bossage E de la pièce 41 de la figure 12..

Par conséquent, les trous 47 apparaissent avec la bro-

che conique 48 (parce que l'élément de référence D est

modifié par le symbole "sans tenir compte des dimen-

sions de la particularité" S et un trou conique 51 (parce que le bossage de référence E est aussi modifié par le symbole S). Le calibre pour les indications de commande de particularité pour les plans de référence

primaire, secondaire et tertiaire A, B et C, respecti-

vement, est représenté à la figure 13A,f,b, sur laquelle des rebords 52 et 53 sont prévus sur le calibre pour un contact forcé avec les éléments de référence C et B, respectivement. Un système de coordonnées est aussi présenté avec chacun des calibres des figures 13A à C, ce système de coordonnées comprenant les trois axes le long desquels une translation peut avoir lieu ou

autour desquels une rotation peut avoir lieu en confor-

mité avec les degrés de liberté (DF) qui restent après

la fixation des tolérances.

Une description des fonctions du module de

contrôle 37 de la figure 10 est donnée ci-après.

Les calibres de contrôle des figures 13A à C sont mémorisés dans l'ordinateur comme cela a été décrit

plus haut à l'occasion de la description du module de

calibre 36. Une représentation tridimensionnelle pour conception assistée par ordinateur de la pièce à

contrôler est aussi mémorisée dans l'ordinateur.

L'ordinateur connaît la forme de la pièce de sorte qu'il peut créer un chemin de contrôle commode. La configuration du.capteur (groupe de palpeurs) dépend de la forme de la pièce. Le groupe de palpeurs 22 de la figure 5 utilise du matériel courant fabriqué par la société Renishaw Corporation. Un type de palpeur

22a est une tige avec une extrémité en rubis. Le cap-

teur est sensible à la pression et est déplacé d'un point à l'autre autour de la pièce contrôlée,sur

l'organe coulissant du robot.

Le logiciel du système CIGMA passe maintenant à la définition du chemin de contrôle. Il y a deux options pour la définition du chemin de contrôle. Dans la première option, on utilise les particularités critiques et majeures précédemment définies sur la pièce à contrôler telles qu'elles sont représentées par le calibre de contrôle mémorisé. Le calibre de contrôle, comme cela a déjà été décrit plus haut, utilise les indications GD (dimensionnement géométrique) et T (fixation des tolérances) du dessin de la pièce comme elles existent dans la représentation CAO de la pièce mémorisée dans l'ordinateur. Le logiciel choisit un palpeur approprié dans le groupe de palpeurs 22 (gigure 5) et crée un chemin logique dans les trois

dimensions pour le contrôle des particularités exigées.

Les particularités exigées sont celles qui sont consi-

dérées comme critiques ou majeures dans le calibre de contrôle. C'est ainsi que dans cette option, les modèles de calibre de contrôle sont utilisés pour

déterminer le chemin de contrôle.

Dans une autre option utilisable pour définir le chemin de contrôle, l'utilisateur ou l'opérateur choisit la particularité de la pièce à contrôler. Le logiciel, qui connaît la configuration du groupe de palpeurs, désigne alors le palpeur approprié 22a du groupe de palpeurs 22, à utiliser pour le contrôle de cette particularité de la pièce et crée le chemin de

contrôle d'après le modèle à CAO contenu dans l'ordina-

teur. A ce stade, cinq types de particularités peuvent

être choisis par l'utilisateur dans le mode de défini-

tion du chemin de contrôle définissable par l'utilisa-

teur: particularités filetées, trous, bossages, surfaces

planes et bords.

Le chemin de contrôle peut être modifié de plusieurs façons. L'utilisateur peut indiquer la partie de chemin à modifier sur l'écran cathodique du système CIGMA et introduire de nouvelles coordonnées pour tout point modifié du chemin de contrôle par l'intermédiaire du clavier du système. Alternativement, un nouveau point ou une nouvelle coordonnée peut être ajouté au chemin de contrôle en positionnant le curseur sur l'écran au nouveau point et en l'introduisant par pression sur une touche appropriée du clavier. De plus, des points du chemin de contrôle peuvent être supprimés en désignant le point à supprimer à l'aide du curseur sur l'écran et en appuyant sur une touche appropriée du clavier. Une modification peut aussi être effectuée dans le chemin

de contrôle en ce qui concerne la "distance d'approche".

Tout contact entre un palpeur 22a et une pièce implique un positionnement approprié du palpeur à une distance

nominale du point de contrôle appelée "distance d'appro-

che". Après le contrôle, le palpeur 22a est reculé

jusqu'à une distance appelée "distance de rétraction".

L'une et l'autre de ces deux distances peuvent être modifiées au clavier pour modifier manuellement le

chemin de contrôle.

Maintenant que le chemin de contrôle est défini, le logiciel du système CIGMA commence le pro- cessus d'orientation de ce chemin. L'emplacement de la pièce est situé dans certaines limites appelées "enveloppe de la machine". Une certaine orientation prédéterminée approximative de la pièce est nécessaire dans les limites de l'enveloppe de la machine telle qu'elle est représentée sur l'écran cathodique, de sorte que la pièce est dans une orientation connue approximativement. Le groupe de palpeurs est déplacé pour venir toucher la pièce sur certaines particularités connues facilement accessibles de la pièce pendant que celle-ci est dans cette orientation. Des exemples de telles combinaisons de particularités qui permettent l'identification de l'orientation sont, dans n'importe lequel des trois plans, un plan et deux trous, un plan et un cylindre dont l'orientation de l'axe est connue, etc. Après le processus d'orientation du chemin de contrôle, un processus d'étalonnage du groupe de palpeurs est commencé. On conçoit que le groupe de palpeurs soit lui-même construit avec des tolérances sur la position effective de l'extrémité des palpeurs 22a par rapport au corps du groupe 22. Un dispositif d'étalonnage est disposé sur le banc de la machine de contrôle. Les dimensions du dispositif d'étalonnage sont connues avec précision. Le groupe de palpeurs est amené au-dessus du

dispositif par la machine et l'extrémité de chaque pal-

peur est amenée en contact avec ce dispositif. Connais-

sant les dimensions du dispositif d'étalonnage, les mesures effectuées avec le groupe de palpeurs permettent de déterminer les erreurs éventuelles, et les valeurs de compensation correspondantes sont ensuite mises en

mémoire pour être appliquées ultérieurement aux résul-

tats des contrôles effectifs.

Une description du module de commande de

travail 39 de la figure 10 est donnée ci-après. La partie commande de travail du logiciel du système CIGMA définit séquentiellement les étapes nécessaires pour exécuter un travail déterminé avant toute exécution d'un travail. Pour commencer, le système CIGMA est informé de l'identité d'une certaine sorte de machine qui sera reliée au système. Par exemple, une fraiseuse à commande numérique Cincinnati peut être connectée au

système CIGMA.

La commande ATTACH est représentative du langage de commande de travail utilisé dans le système CIGMA. La commande ATTACH est utilisée pour connecter le système CIGMA à la machine spécifiée à mesure de

coordonnées ou à commande numérique centralisée.

Lorsque la commande ATTACH est rencontrée dans le

fichier JOB, la machine spécifiée est d'abord "connec-

tée" au système CIGMA. Le nom du dispositif utilisé dans la procédure d'affectation de l'ordinateur doit être défini par le nom logique "CIG MACHINE". Cela est effectué en dehors du travail considéré. Par exemple, le fichier de procédure peut contenir la commande

suivante: ASSIGN TXC3: CIG MACHINE. Certaines instruc-

tions de l'opérateur sont données au moment o la

commande ATTACH est exécutée. Ces instructions dépen-

dent du type de la machine utilisée. Lorsque les

actions demandées sont terminées, l'exécution du tra-

vail continue. Si la machine ne peut pas être effecti-

vement connectée, l'exécution du travail ne va pab plus loin. Ce qui suit illustre le langage de commande

de travail utilisé conjointement à la commande ATTACH.

FORMAT; ATTACH (type de machine) PARAMETRES: (type de machine) Le type de machine spécifié dans la commande ATTACH peut être l'un des suivants: CINCINNATI pour les machines Cincinnati Milicron VC 5. DEA pour la machine CMM DEA À AUTOMATIX pour le robot laser CMM AUTOMATIX SIMULATE pour les JOBS d'essai et de mise au point

de programme. -

La machine SIMULATE invite l'opérateur à lui fournir les données nécessaires pour simuler les données mesurées recueillies sur une machine. Cela est

utile pour contrôler la qualité du logiciel.

ECHO pour contrôler des JOBS. La machine ECHO fait écho à une mesure parfaite. Cela est utilise pour vérifier si un travail se déroulera correctement quand

une pièce est faite correctement.

WALDRICH pour les machines WALDRICH COBURG.

- Qualificateurs /TOLL_NUMBER=nnn

/TOOL+NUMBER spécifie le numéro de l'outil à sélection-

ner pendant l'étape ATTACH. S'il est fourni, l'outil demandé est chargé dans la SPINDLE quand la machine est connectée. Cela peut être utilie si le fichier de

données de commande numérique ne contient pas de chan-

gement d'outil ou si le chemin de l'outil à commande numérique du modèle à CAO ne spécifie pas un TOOL au processeur du poste. Cette option est destinée à être

utilisée uniquement sur les machines à commande numéri-

que centralisée et les machines à mesure de coordon-

nées ou sur les machines à commande numérique centrali-

sée seulement. Elle est ignorée sur toutes les autres machines. Opérations annexes: Une commande ATTACH doit être utilisée avant de pouvoir utiliser une commande quelconque du type DNC ou CMM. Si une commande ATTACH n'est pas utilisée, un message d'erreur relative au système CIGMA est affiché. La commande DISCONNECT peut être utilisée pour libérer le dispositif pour qu'il puisse être utilisé par un autre processus.

Exemple:

ATTACH/TOOL=9999 SIMULATE

Cette information relative au type de machine

connectée au système CIGMA sert à "réveiller" celui-ci.

Le système CIGMA exécute ensuite le processus d'étalon-

nage décrit au sujet du module de contrôle 37.

La commande CALIBRATE est aussi représenta-

tive du langage de commande de travail du système CIGMA.

La commande CALIBRATE est utilisée pour mesurer la géométrie effective d'un groupe de palpeurs 22 avant de l'utiliser. Le système CIGMA nécessite que tous les

palpeurs 22a soient étalonnés avant qu'ils soient uti-

lisés pour mesurer une pièce. Si les caractéristiques géométriques exactes des palpeurs sont connues et si la conception du groupe de palpeurs dans le système est exacte, ou si un contrôle est désiré, un palpeur

peut être étalonné pour les valeurs nominales mémori-

sées dans le système de CAO. Si les résultats d'un

étalonnage antérieur doivent être utilisés, ces résul-

tats peuvent être lus dans un fichier de données. La table d'étalonnage est définie comme le vecteur allant du point de référence du groupe de palpeurs au centre de l'extrémité sphérique de chaque palpeur. Ce qui suit illustre le langage de commande de travail utilisé

conjointement à la commande CALIBRATE.

FORMAT: CALIBRATE (numéro de processus)

CALIBRATE/DESIGN

CALIBRATE/FILE=[nom de fichier] CALIBRATE processnumber

PARAMETERS

Dans cette forme de la commande CALIBRATE, le numéro de processus à utiliser est donné comme paramètre. Cette forme est utilisée quand un étalonnage CLUSTER effectif est à effectuer. Noter que l'emploi de FILE, DESIGN ou tout autre qualificateur n'est pas

permis (c'est-à-dire qu'il y a trois formes différen-

tes de la commande CALIBRATE).

Qualificateurs /OUTPUT FILE= [file name] Les résultats de l'étalonnage sont mémorisés dans le fichier spécifié. Ce fichier peut être

consulté ultérieurement par le système CIGMA pour éta-

lonner un palpeur au lieu d'utiliser du temps machine

pour cet étalonnage.

/MAXTIPERR= [real_value]

La valeur MAXTIPERR est utilisée pour limi-

ter la distance -à laquelle l'extrémité de chaque pal-

peur peut se trouver de la valeur nominale. Chaque position mesurée par rapport à la position nominale est contrôlée pour vérifier si elle est dans les limites de cette valeur MAXTIPERR de la position nominale. Si l'erreur est supérieure à cette valeur, le système CIGMA arrête le processus et affiche un message d'erreur. Si le qualificateur MAXTIPERR n'est pas spécifié ou si la valeur spécifiée est 0.0, aucun

contrôle n'est effectué.

/MAXRADERR=[real value]

La valeur MAXRADERR est utilisée pour limi-

ter la différence qu'il peut y avoir entre le rayon effectif de l'extrémité sphérique du palpeur et le rayon nominal. Si cette valeur n'est pas spécifiée,

aucun contrôle n'est effectué.

/MAX_VARIATION

Cette valeur est utilisée pour limiter l'écart maximal des extrémités calculées des palpeurs. Le processus d'étalonnage crée cinq points autour d'une sphère 10 (figure 1) pour étalonner chaque extrémité de palpeur. Il en résulte cinq diamètres calculés pour chaque extrémité sphérique de palpeur. Ces valeurs fournissent une valeur moyenne. Si l'écart par rapport à la moyenne pour une extrémité de palpeur quelconque est supérieur àMAXVARIATION, le système CIGMA arrête

le processus et affiche un message d'erreur.

/TOOL=[tool number] Si /TOOL est spécifié, l'outil désigné est

chargé dans la broche avant que le processus d'étalon-

nage soit exécuté.

CALIBRATE/DESIGN

Il n'y a pas d'autres paramètres ou qualifi-

cateurs utilisés avec cette forme de la commande CALIBRATE. Cette commande spécifie que les valeurs nominales de PROBE CLUSTER doivent être utilisées pour

étalonner le groupe de palpeurs.

CALIBRATE/FILE=[file name]

Il n'y a pas d'autres paramètres ou qualifi-

cateurs utilisés avec cette forme de la commande CALIBRATE. Cette commande spécifie que les valeurs

d'étalonnage doivent être lues dans un fichier d'éta-

lonnage. Nota: le nom du groupe de palpeurs est

contenu dans le fichier d'étalonnage et doit corres-

pondre au groupe de palpeurs qui doit être utilisé

dans le fonctionnement de la machine pendant les opéra-

tions de contrôle qui suivent.

Opérations connexes: Les commandes ORIENT et INSPECT reposent sur l'étalonnage du groupe de palpeurs. Si une opération INSPECT ou ORIENT est essayée avec un palpeur non étalonné, un message d'erreur est affiché et le système CIGMA arrête le processus. De même, si une commande INSPECT ou ORIENT utilise un CLUSTER différent de celui qui a été étalonné auparavant, un message d'erreur est affiché et le système CIGMA arrête le processus.

Exemple:

CALIBRATE/DESIGN

CALIBRATE/FILE=/STARCLUSTER.CAL

CALIBRATE/OUTPUT=STARD CLUSTER.CAL/MAXTIP

ERR=.0001 901

Après exécution de la commande CALIBRATE dans la commande du travail, on aligne manuellement le curseur sur un point du modèle à CAO mémorisé dans

l'ordinateur. Un coin est un point utile pour une dési-

gnation manuelle parce qu'il est facile d'aligner le

curseur avec précision sur ce type de point. La des-

cription en CAO de l'orientation de la pièce pour laquelle la séquence de commande de travail est créée est présentée sur l'écran. Ensuite, leprocessus d'orientation décrit avec le module de contrôle est amorcé. Le processus d'orientation peut avoir lieu pour différentes utilisations. Le travail à exécuter peut couvrir l'usinage de nouvelles particularités sur une pièce ou le contrôle de particularités usinées. Il est possible d'exécuter l'une ou l'autre de ces fonctions

à partir des éléments de référence définis initiale-

ment. Par ailleurs, dans certains cas il peut être souhaitable d'usiner de nouvelles particularités et de faire suivre immédiatement cet usinage d'un contrôle des particularités nouvellement usinées à partir des éléments de référence mentionnés ci-dessus. De cette façon, une pièce peut être littéralement fabriquée pas à pas et contrôlée pas à pas par rapport aux éléments de référence contenus dans le modèle à CAO et

les calibres de contrôle décrits plus haut.

Après avoir exécuté le processus de contrôle pas à pas de façon alternée fabrique-contrôle ou en une

26 17306

seule fois pour la pièce fabriquée entière, ou une combinaison quelconque des deux formules, la commande

du travail passe à l'analyse des résultats du contrôle.

L'analyse se déroule pour la simulation de la façon qui sera décrite plus loin pour le module d'analyse 38. Après l'étape d'analyse dans la définition de la commande de travail, une commande est émise pour déconnecter la machine et le système CIGMA est mis hors circuit. D'autres fonctions sont prévues dans toute la génération de la séquence de commande de travail, qui

peuvent être nécessaires pendant un travail particulier.

Certaines présentations sur l'écran peuvent être prévues

à des fins particulières pendant l'exécution d'un tra-

vail. Il peut être prévu des messages destinés à l'opérateur, qui sont particuliers à ce travail. Lorsque toute cette préparation est terminée,y compris les autres fonctions ou les fonctions spéciales pour un travail particulier, cette séquence de commande de travail est simulée en l'exécutant de telle façon que son exécution puisse être observée par l'opérateur qui vient de la créer. Lorsque l'opérateur est satisfait après avoir observé le déroulement de la séquence, il

peut appeler à volonté la commande de travail.

Lors de l'exécution réelle de la commandé de travial à l'atelier, l'identification de la machine connectée fournit au logiciel du système CIGMA les informations relatives aux outils disponibles ou aux

dispositifs de contrôle disponibles, ou aux deux.

L'opérateur sélectionne ensuite "Exécuter le travail" et le processus d'étalonnage du groupe de palpeurs se déroule alors comme cela a été décrit plus haut. Le

point désigné sur la pièce.pour l'orientation de celle-

ci, après qu'elle a été orientée approximativement en conformité avec sa représentation sur l'écran, clignote sur celui-ci et l'opérateur approche manuellement le palpeur du point correspondant sur la pièce. La commande "Exécuter l'orientation" est ensuite introduite au

clavier et le logiciel du système CIGMA relaie l'opéra-

teur dans la commande du travail. Les particularités

prédéterminées de la pièce telles qu'elles sont dési-

gnées par la commande de travail sont ensuite usinées sur la pièce si cela est inclus dans cette commande de travail ou le contrôle de ces particularités usinées est effectué, ou les deux l'un après l'autre. Les

Les résultats du contrôle sont mémorisés dans l'ordi-

nateur et leur analyse, qui sera décrite ci-après, est effectuée par le module 38 de la figure 10. A la fin de la séquence de commande de travail, la commande de déconnexion de la machine est introduite au clavier et

le processus est arrêté.

Le module d'analyse 38 de la figure 10 qui a

- été mentionné ci-dessus est décrit ci-après. Deux fonc-

tions sont remplies par le module d'analyse: l'analyse du calibre et l'analyse de commande statistique de processus (SPC). Ces analyses peuvent être effectuées

simultanément ou séparément par le système CIGMA.

L'analyse du calibre est décrite ci-après, l'interroga-

tion étant "Cette pièce est-elle correcte?". Les cali-

bres qui sont applicables sont désignés par le pro-

gramme de commande de travail. Les calibres sont placés sur la pièce telle qu'elle a été construite d'après les résultats du contrôle, et le système CIGMA essaie d'ajuster les calibres sur la pièce dans les degrés de libertés permis. Si le calibre s'ajuste, le contrôle est terminé. Si le calibre ne s'ajuste pas, une analyse de possibilité de retouche est effectuée. S'il est déterminé, comme cela a été décrit plus haut, que la pièce peut être retouchée, la manière dont cette

retouche peut être exécutée est communiquée à l'opérateur.

Si le calibre ne s'ajuste pas, aucune retouche n'est possible, la machine est déconnectée et le travail

considéré est arrêté.

En ce qui concerne l'analyse de commande statistique de processus, l'interrogation est "Est-ce que la machine-outil usine les pièces de la même façon que lorsqu'elles-étaient acceptables?". Un registre de nombres de contrôles effectués pour chaque particularité contrôlée sur chaque pièce est conservé dans le fichier du système CIGMA. Ce registre contient une répartition de valeurs qui est contenue dans les limites des tolérances définies de la pièce pour la population qui a été contrôlée. Cette population est utilisée comme référence pour les mêmes particularités contrôlées sur des pièces par la suite. Une répartition normale, dans les limites de laquelle une valeur de plus ou moins trois sigmas est acceptable (99,7% de la population), est définie par ce moyen dans les limites

des tolérances définies de la pièce. Quand une parti-

cularité contrôlée sort de l'intervalle de plus ou moins trois sigmas (3 sur 1000), un-drapeau de dépasse ment de tolérances est affiché pour ce processus. Cela se produit même si la pièce est quand même dans les

limites des tolérances de la particularité. Une inves-

tigation est immédiatement entreprise. Le point de mesure situé en dehors de l'intervalle de plus ou moins trois sigmas peut être dû à plusieurs causes. Ces causes comprennent un nouvel opérateur, un montage de contrôle desserré, des matériaux défectueux ou non conformes, un outil usé, etc. Leochangement nécessaire est alors effectué pour corriger le processus non nominal. Environ cinq pièces sont ensuite usinées et, si toutes sont bonnes, le processus est considéré comme

redevenu nominal et son déroulement est poursuivi.

Si une ou plusieurs pièces sont mauvaises, l'investigation continue. Lorsqu'une indication de processus non nominal est donnée, l'opérateur peut rappeler une liste des données antérieures. Il peut appeler un diagramme d'exécution qui montre comment la particularité en question apparaît à la suite de processus de contrôle, ou il peut appeler un diagramme dit à barres X qui est une représentation de la moyenne des échantillons de contrôle. Il peut aussi appeler un diagramme R, qui représente l'intervalle de points de contrôle pour cette particularité dans ce travail. Disposant de ces

informations, l'opérateur est mieux équipé pour dési-

gner l'une des sources potentielles mentionnées ci-

dessus pour l'état non nominal du processus. C'est ainsi qu'un moyen intelligent est fourni pour faire le

changement mentionné ci-dessus avant d'usiner l'échan-

tillon de cinq pièces pour déterminer si le processus

est redevenu nominal.

Le module de tolérances 40 de la figure 10 est décrit ci-après. Le module de tolérances 40 est écrit

dans le logiciel du système CIGMA pour être utilisé-

par les ingénieurs d'études et non par les ingénieurs

en contrôle de la qualité ni les ingénieurs de fabrica-

tion. Deux fonctions distinctes sont remplies-par le module de tolérances, la première d'entre elles étant la moins complexe. Il est reconnu depuis longtemps qu'il est difficile pour l'ingénieur d'études de concevoir deux pièces conjuguées avec des tolérances pour les particularités des pièces qui garantissent l'assemblage sans interférence pour tous les états des

deux pièces dans les limites des tolérances fixées.

Souvent, un ingénieur conçoit et tolérance une pièce tandis qu'un autre ingénieur conçoit et

tolérance la pièce conjuguée. Le système CIGMA mémo-

rise les données décrivant les deux pièces en contact , avec les tolérances correspondantes suivant la norme

ANSI et examine l'assemblage des pièces si les dimen-

sions de chaque pièce correspondent au cas le plus défavorable des tolérances pour l'ensemble. Le système CIGMA vérifie aussi si l'une des pièces en contact est décrite avec la dimension GD et T (dimensionnement géométrique et fixation des tolérances correcte et les tolérances de la dimension GD et T de la pièce en contact. De cette façon, les pièces en contact peuvent être identifiées en ce qui concerne 1 ) l'interférence éventuelle des matériaux, et 2 ) les contradictions de définition des éléments de référence entre les deux pièces. En résumé, la première fonction du module de tolérances contrôle les valeurs des tolérances qui ont

déjà été fixées par l'ingénieur d'études, ou les ingé-

nieurs d'études, et indique à l'utilisateur du système CIGMA s'il y a un risque d'interférence des matériaux

ou s'il y a contradiction dans les indications d'élé-

ments de référence qui permettrait à une pièce en contact correctement tolérancée d'être "dans les

tolérances" avec "ajustement impossible".

La deuxième fonction du module de tolérances

de la figure 10 est l'analyse des éléments de fixa-

tion fixes ou flottants. Une grande partie des tolé-

rances portées sur les dessins de pièces mécaniques servent à indiquer l'emplacement de particularit qui servent à maintenir des pièces ensemble au moyen d'éléments de fixation. Il convient de noter qu'un élément de fixation fixes est représenté par une vis qui passe dans un trou avec jeu dans une pièce et se

visse dans un trou fileté dans une pièce en contact.

Un élément de fixation flottant est représenté par une vis qui passe dans un trou avec jeu dans une pièce et dans un trou correspondant avec jeu dans la pièce en contact, et sert à maintenir ensemble les deux pièces 2 6173 u - au moyen d'un écrou, par exemple, vissé sur les fiiets de l'élément de fixation, du côté opposé de la pièce

en contact. Cette deuxième fonction du module de tolé-

rances sert à créer les valeurs de tolérances qui doivent être spécifiées par l'ingénieur d'études sur les dessins pour la pièce représentée et la pièce en contact. La procédure suivie par l'utilisateur pour effectuer l'analyse des éléments de fixation flottants dans la deuxième fonction du module de tolérances comprend initialement le choix de l'élément de fixation à utiliser. Les éléments de fixation sont décrits comme ayant des diamètres de corps et des dimensions de tête

(sur les vis à tête prismatique, par exemple) normali-

sés qui définissent l'aire de portée sous la tête.

Ces descriptions d'éléments de fixation peuvent être

trouvées dans les tableaux de normalisation des pièces

mécaniques. L'utilisateur désigne alors les emplace-

ments sur une pièce o les éléments de fixation choisis doivent être utilisés. Cela est effectué enplaçant un curseur sur un point de fixation sur une représentation

à l'écran de la pièce et en introduisant les informa-

tions en mémoire par l'intermédiaire du clavier, comme cela a été décrit plus haut pour d'autres fonctions du système CIGMA. L'utilisateur désigne ensuite sur la pièce présentée les éléments de référence qui doivent être utilisés pour positionner les particularités sur la pièce, telles que les trous dans lesquels les éléments de fixation doivent être placés, et introduit les données des éléments de référence dans le système CIGMA à l'aide du clavier. Le système CIGMA calcule alors le diamètre optimal des trous pour l'élément de fixation et la position vraie des trous sur la pièce en contact, tout en examinant les modèles à CAO de la pièce et de la pièce et de la pièce en contact qu'il a en mémoire. Les diamètres optimaux supérieur et

26 17 0 6

inférieur des trous à pratiquer dans les deux pièces sont calculés de telle façon que toute la surface de portée de la tête d'une vis de fixation soit en contact avec la surface de la pièce qu'elle traverse. Il est évident que la conception d'un assemblage est défec- tueuse si des trous prévus dans une des deux pièces pour recevoir un élément de fixation sont si grands

* qu'ils s'étendent à l'extérieur de la partie de main-

tien de l'élément de fixation(tête de la vis).

Le système CIGMA tient aussi compte des caractéristiques de l'outil à utiliser pour créer la particularité de la pièce. Par exemple, un foret qui s'use fait un trou plus grand et les tableaux de construction mécanique indiquent la valeur de cet élargissement. Un foret de 0,593 pouce (15,081 mm) de diamètre, par exemple, ne fera jamais un trou de plus de 0,625 pouce (15,875 mm) de diamètre, même s'il ne coupe plus du tout. Le système CIGMA, connaissant ces faits, en tient compte pour fixer les tolérances de la

pièce considérée et de la pièce en contact.

A titre d'exemple de la fixation des tolé-

rances de trous par le système CIGMA pour des éléments de fixation flottants, la figure 16 représente une

pièce 57 dans laquelle sont pratiqués quatre trous tra-

versants avec jeu 58. Dans cet exemple, un boulon à fût de 0,500 pouce (12,700 mm) de diamètre et à tête de 0,750 pouce (19,050 mm) de diamètre est choisi par l'ingénieur d'études pour fixer la pièce 57 à une pièce en contact 59 ayant aussi quatre trous traversants avec jeu 61. Si les trous 58 ne dépassent jamais ,875 mm de diamètre, la surface de portée sous la tête de la vis couvrira les trous 58. Un foret de 15,081 mm, qui ne peut percer un trou de diamètre supérieure à ,875 mm comme cela a été mentionné plus haut, est choisi et le diamètre indiqué pour les quatre trous est de 0,593 pouce plus 0,032 pouce (15,081 mm plus 0,812 mm), ce qui permet un diamètre maximal de trou

de 15,875 mm. Le diamètre minimal du trou est la diffé-

rence entre 15,981 mm et le diamètre du fût de la vis, ce qui fait que la tolérance "moins" sur le diamètre du trou devient 0,093 pouce (2,381 mm), de sorte que le

diamètre du trou ne peut jamais être inférieur à.

12,700 mm. Les indications à la norme ANSI apparaissent, par conséquent, sous la forme suivante: position vraie,

diamètre, tolérance zéro à l'état de maximum de maté-

riau par rapport à l'élément de référence A (face supé-

rieure de la pièce 57) comme cela apparaît sur la

figure 16.

Lorsque le système CIGMA est informé qu'un élément de fixation fixe est en train d'être tolérance par rapport aux pièces en contact, les informations à introduire dans le système par l'utilisateur sont les

mêmes que dans le cas précédent d'un élément de fixa-

tion flottant. De plus, le système CIGMA demande l'épaisseur de la pièce qui comporte les trous avec jeu et celle de la pièce en contact qui comporte un ensemble correspondant de trous taraudés, comme cela a été décrit plus haut. Dans ce cas, la pièce qui

comporte des trous avec jeu a des tolérances de diamè-

tre de trous du côté "plus", ce qui est la même chose que dans le cas de l'analyse des éléments de fixation flottants, mais la tolérance négative sur le diamètre des trous avec jeu est diminuée, parce que l'élément de fixation, lorsqu'il est vissé dans le trou fileté correspondant de la pièce qui comporte les trous filetés, ne peut visiblement pas bouger. Les trous avec jeu de la pièce flottante doivent, par conséquent, avoir des tolérances plus serrées. Le système CIGMA reconnaît cette nécessité pendant l'analyse des éléments de fixation fixes et, à titre de comparaison, la tolérance négative sur le diamètre des trous 61 de la pièce 59 de la figure 16, en supposant pour cet exemple que ce sont des trous taraudés pour recevoir l'élément de fixation, serait de 0,062 pouce (1,575 mm) à l'état de maximum de matériau, o l'épaisseur de la pièce 57 est prise en considération. Les indications à la norme ANSI pour les quatre trous taraudés 61 de la figure 16 se présentent alors sous la forme suivante:

1/2 13 UNC-2B

0 0 0,062 M A

0,510 P

Les planches 33 à 48 donnent une liste abrégée de programme d'ordinateur décrivant une manière dont un tel programme peut être établi pour faire fonctionner le système selon l'invention en affectant les analyses, la commande de travaux et la fixation

des tolérances par module de progracime, selon l'invention.

Copyrighit F,-iC Corporation 1987.

Il va sans dire que l'invention n'est nulle-

ment limitée à la forme de réalisation préférée décrite

ici à titre d'exemple et que des modifications et chan-

gements peuvent être apportés à celle-ci sans sortir du

cadre de l'invention.

Claims (68)

REVENDICATIONS

1. Procédé de contrôle d'une pièce structu-

rale (17) ayant des particularités dimensionnelles et des indications de tolérances connues, ce procédé utilisant un ordinateur (11)'relié à un appareillage de mesure de position déplaçable multidimensionnel (14,19), pour déterminer les positions de particularités structurales sur la pièce (17), caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à: construire un modèle multidimensionnel (21) d'un calibre de contrôle utilisant les indications de dimensions et de tolérances de la pièce (17); - créer un chemin de contrôle par rapport à la pièce, qui définit le mouvement de l'appareillage de mesure de position; - déplacer l'appareillage (14,19). de mesure de position le long du chemin de contrôle; - construire un modèle multidimensionnel (20) de

la pièce structurale (17) en utilisant les positions mesu-

rées des particularités structurales; et - comparer le modèle (21) du calibre de contrôleau modèle (20)de la pièce structurale pour déterminer si la pièce(17)est dans les tolérances ou hors tolérances d'après

les résultats de la comparaison.

2. Procédé de contrôle selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend l'étape supplémentaire consistant à indiquer si la pièce(17) peut être retouchée ou est à mettre au rebut lorsqu'il est déterminé qu'elle

est hors tolérances.

3. Procédé de contrôle selon la revendica-

tion 1, caractérisé en ce que les étapes de construc-

tion des modèles multidimensionnels (21,10) du calibre et de la pièce (17) comprennent des étapes de construction de

modèles tridimensionnels.

4. Procédé de contrôle selon la revendica-

tion 1, caractérisé en ce qu'un écran de visualisation (12)

est relié à l'ordinateur;(11), et que l'étape de construc-

tion d'un calibre multidimensionnel comprend les étapes consistant à:

- obtenir des données indicatives des particu-

larités dimensionnelles et des indications de toléran-

ces connues de la pièce structurale (17); - visualiser un modèle(17a) de la pièce structurale déduit des données obtenues; - sélectionner, d'après le modèle visualisé,

la norme de dimensionnement et de fixation des toléran-

ces applicable aux particularités à contrôler de la pièce; et sélectionner, d'après le modèle visualisé, les particularités de conception auxquelles la norme s'applique, de manière à obtenir des données indicatives

du calibre.

5. Procédé de contrôle selon la revendica-

tion 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre

l'étape de mémorisation des données du calibre construit.

6. Procédé de contrôle selon la revendica-

tion 1, caractérisé en ce qu'un écran de visualisation (12) est relié à l'ordinateur (11), et en ce que l'étape de création d'un chemin de contrôle comprend les étapes consistant à: - représenter le chemin de contrôle sur l'écran de visualisation;

- établir un programme de chemin correspon-

dant au chemin représenté; et

- convertir le programme de chemin en instruc-

tions intelligibles pour l'appareillage de mesure de

position mobile (14, 19).

7. Procédé de contrôle selon la revendica-

tion 6, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une

2 617 30 6

étape de mémorisation des instructions.

8. Procédé de contrôle selon la revendica-

tion 1, caractérisé en ce que l'étape de déplacement de l'appareillage de mesure de position (14, 19: comprend les étapes consistant à:

- détecter l'orientation de la pièce struc-

turale (17); - orienter le chemin de contrôle pour le faire correspondre à l'orientation de la pièce; et - déplacer l'appareillage de mesure de position

le long du chemin de contrôle orienté.

9. Procédé de contrôle selon la revendica-

tion 1, caractérisé en ce qu'un écran de visualisation (12) est relié à l'ordinateur (11), et que l'étape de construction d'un modèle multidimensionnel de la pièce structurale (17) comprend les étapes consistant à: - obtenir des données dimensionnelles sur la pièce pendant que l'appareillage de mesure de position se déplace le long du chemin de contrôle relatif; et

- représenter visuellement les données dimen-

sionnelles.

10. Procédé de contrôle selon la revendica-

tion 9, caractérisé en ce qu'il comprend en outre l'éta'e de mémorisation des données dimensionnelles de

la pièce.

11. Procédé de contrôle selon la revendica-

tion 1, caractérisé en ce qu'un écran de visualisation (12) est relié à l'ordinateur (11), et que l'étape de comparaison comprend les étapes consistant à: - présenter visuellement le modèle du calibre de contrôle (21) et le modèle de la pièce structurale (20); - superposer les modèles du calibre et de la pièce sur l'écran de visualisation (12) par une translation et une rotation appropriées; et - détecter l'ajustement du calibre et de la pièece.

261 73 06

12. Procédé de contrôle selon la revendica-

tion 11, caractérisé en ce que l'étape de détection

comprend des étapes de détection visuelle et de détec-

tion mathématique.

13. Procédé de contrôle selon la revendica- tion 2, caractérisé en ce que l'étape d'indication si la pièce (17) peut être retouchée comprend les étapes consistant à: - modifier le modèle de la pièce structurale dans les limites des indications de tolérances connues; - comparer le modèle modifié au modèle du calibre; et - indiquer que la pièce structurale peut être retouchée si le calibre s'ajuste sur la pièce modifiée, ou doit être mise au rebut si le calibre ne s'ajuste pas.

14. Procédé de contrôle selon la revendica-

tion 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une

étape consistant à vérifier si la syntaxe des indica-

tions de tolérances est correcte.

15. Procédé de contrôle selon la revendica-

tion 1, caractérisé en ce qu'il comporte l'étape consistant à étalonner la position de l'appareillage de

mesure de position (14, 19).

16. Procédé de contrôle d'une pièce structurale (17} ayant des particularités dimensionnelles critiques et majeures et des indications de tolérances en conformité avec une norme connue de dimensionnement géométrique et de fixation de tolérances, ce procédé utilisant un ordinateur (11) relié à un écran de visualisation (12) et à un organe mobile (14) suivant trois dimensions portant un appareillage de mesure de position (19) fonctionnant pour déterminer les positions de particularités structurales sur la pièce (17),caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à:

2 61730 6

- obtenir les dimensions critiques et majeures et les tolérances de la pièce; -présenter visuellement un modèle de la pièce comportant les dimensions critiques et majeures et les tolérances; - sélectionner sur la représentation visuelle la norme connue de fixation de tolérances et les dimensions de la pièce auxquelles la norme connue s'applique; - élaborer des données représentant un calibre tridimensionnel représenté par la norme choisie de fixation de tolérances et les dimensions de la pièce; créer un chemin de contrôle pour le contrôle des dimensions sélectionnées de la pièce; - ordonner à l'organe mobile suivant trois dimensions de suivre le chemin de contrôle; - mesurer la position des particularités de la pièce matérialisée par les.dimensions sélectionnées de la pièce;

- élaborer des données représentant un modèle -

tridimensionnel des particularités mesurées de la pièce; et - déterminer si le calibre s'ajuste sur le

modèle de la pièce.

17. Procédé de contrôle selon la revendica-

tion 11, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes supplémentaires consistant à: - retoucher le modèle de la pièce dans les limites des tolérances si le calibre ne s'ajuste pas; et - indiquer que la pièce peut être retouchée si le calibre s'ajuste sur le modèle retouché de la pièce, ou que la pièce est à mettre au rebut si le

calibre ne s'ajuste pas.

18. Procédé de contrôle selon la revendication 16, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape

consistant à mémoriser les données des modèles-tridi-

mensionnels du calibre et de la pièce.

19. Procédé de contrôle selon la revendica-

tion 16, caractérisé en ce qu'il comporte une étape consistant à vérifier si la syntaxe des indications des tolérances critiques et majeures connues est

correcte avant de construire le calibre tridimensionnel.

20. Procédé de contrôle selon la revendica-

tion 19, caractérisé en ce qu'il comprend une étape consistant à modifier les indications de tolérances

si ces indications sont trouvées incorrectessyntaxique-

ment.

21. Procédé de contrôle selon la revendica-

tion 16,, caractérisé en ce qu'il comprend une étape consistant à étalonner l'appareillage de mesure de

position (19).

22. Appareillage pour comparer un modèle tridimensionnel (21)d'un calibre de contrôle à un modèle tridimensionnel (20)d'une pièce fabriquée(17),cet appareillage utilisant des données-de.conception assistée par ordinateur pour la pièce, comprenant: - des moyens formant ordinateur(11)reliés pour recevoir les données de conception de la pièce;

- des moyens de visualisation (12)reliés à l'or-

dinateur pour présenter des modèles de la pièce conçue, du calibre de contrôle et de la pièce fabriquée;

- des moyens formant clavier(13)reliés à l'or-

dinateur pour sélectionner des indications particuliè-

res de dimensions et de tolérancesode la pièce sur la représentation visuelle du modèle de la pièce conçue, à partir de laquelle des données décrivant le modèle du calibre de contrôle sont sélectionnées; - des moyens(14)pour déplacer un organe suivant trois dimensions reliés à l'ordinateur, de manière qu'un chemin de contrôle puisse être suivi autour de la pièce fabriquée; et - un capteur de position(19)fixé à l'organe

mobile et relié à l'ordinateur 11)pour détecter les posi-

tions des particularités contrôlées de la pièce, de façon à obtenir des données permettant de décrire le modèle de la pièce fabriquée, ces modèles du calibre de contrôle et de la pièce fabriquée étant comparés

visuellement sur l'écran de visualisation(12)et mathémati-

quement par l'ordinateur t I 1)pour déterminer si la pièce

fabriquée est dans les tolérances ou hors tolérances.

23. Appareillage selon la revendication 22,

caractérisé en ce que le capteur de position(19)est cons-

titué par une machine à mesure de coordonnées.

24. Appareillage selon la revendication 22,

caractérisé en ce que le capteur de position C19) est cons-

titué par un système de contrôle sans contact.

25. Appareillage selon la revendication 22,

caractérisé en ce que le capteur de position(19)est cons-

titué par une machine-outil à commande numérique équi-

pée d'un capteur à contact.

26. Appareillage selon la revendication 22,

caractérisé en-ce qu'il comporte des moyens pour indi-

cuer si la pièce fabriquée peut être retouchée, ou est à mettre au rebut s'il est déterminé qu'elle est hors tolérances.

27. Appareillage selon la revendication 22,

caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour étalon-

ner le capteur de position.

-30

28. Appareillage pour le contrôle d'une pièce structurale(17)ayant des particularités dimensionnelles et des indications de tolérances connues, caractérisé en ce qu'il comprend: - des moyens pour construire un modèle

multidimensionnel d'un calibre de contrôle en utili-

sant les indications de dimensions et de tolérances de la pièce; - un appareillage(19)de mesure de position mobile suivant plusieurs dimensions pour déterminer les positions de particularités Structurales sur la pièce; - des moyens(22)pour créer un chemin de contrôle

relatif à la pièce définissant le mouvement de l'appa-

reillage de mesure de position; - des moyens(14)pour déplacer l'appareillage de mesure de position le long du chemin de contrôle; - des moyens pour construire un modèle multidimensionnel(20)de la pièce structurale en utilisant les positions mesurées des particularité structurales; et

- des moyens pour comparer le modèle du cali-

bre de contrôle au modèle de la pièce structurale pour

déterminer si la pièce est dans les limites des tolé-

rances ou hors tolérances d'après le résultat de la comparaison.

29. Appareillage selon la revendication 22,

caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour indi-

quer si la pièce peut être retouchée ou est à mettre

au rebut s'il est déterminé qu'elle est hors tolérances.

30. Procédé de contrôle d'une pièce structurale (17) ayant des particularités dimensionnelles et des indications de tolérances connues, ce procédé utilisant un ordinateur(11)relié à un appareillage(14,19)de mesure de position mobile suivant plusieurs dimensions pour déterminer les positions de particularités structurales sur la pièce, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à: - vérifier si la syntaxe des indications de tolérances est correcte; - modifier les indications de tolérances pour les rendre syntaxiquement correctes s'il est trouvé qu'elles sont incorrectes; - construire un modèle multidimensionnel d'un calibre de contrôle en utilisant les indications de dimensions et de tolérances de la pièce; - créer un chemin de contrôle relatif à la pièce définissant le mouvement de l'appareillage de mesure de position;

- déplacer l'appareillage de mesure de posi-

tion le long du chemin de contrôle; - construire un modèle multidimensionnel(20)de

la pièce structurale en utilisant les positions mesu-

rées des particularités; et - comparer le modèle du calibre de contrôle au modèle de la pièce structurale pour déterminer si la pièce est dans les tolérances ou hors tolérances

d'après le résultat de la comparaison.

31. Procédé de contrôle selon la revendica-

tion 30, caractérisé en ce qu'un écran de visualisation (12)

est relié à l'ordinateur(11)et que l'étape de construc-

tion d'un calibre multidimensionnel comprend les étapes consistant à:

- obtenir des données indicatives des parti-

cularités dimensionnelles connues et des indications de tolérances syntaxiquement correctes; - présenter visuellement un modèle des données obtenues; - sélectionner, à partir du modèle présenté,

la norme de dimensionnement et de fixation des toléran-

ces applicable aux données obtenues; et - sélectionner, à partir du modèle présenté, les particularités de conception auxquelles la norme s'applique, ce qui fournit des données indicatives du calibre.

32. Procédé de contrôle selon la revendica-

tion 30, caractérisé en ce qu'un écran de visualisation(12)

est relié à l'ordinateur(11),etque l'étape de la créa-

tion d'un chemin de contrôle comprend les étapes consistant à: représenter le chemin de contrôle sur l'écran de visualisation;

- détecter l'orientation de la pièce struc-

turale; - établir un programme de chemin de contrôle correspondant au chemin représenté; et - orienter le chemin de contrôle pour qu'il

corresponde à l'orientation détectée de la pièce struc-

turale (17).

33. Procédé de contrôle selon la revendica-

tion30, caractérisé en ce qu'il comprend une étape consistant à calibrer l'appareillage de mesure de

position (19).

34. Procédé de contrôle d'une pièce structu-

rale ayant des particularités dimensionnelles critiques et majeures et des indications de tolérances connues en conformité avec une norme connue de dimensionnement géométrique et de fixation de tolérances, ce procédé

utilisant un ordinateur(11l)reliéà un écran de visualisa-

tion(12)etunorgane mobile(14)suivant trois dimensions por-

tant un appareillage de mesure de position(l9)fonctionnant

pour déterminer les positions de particularités struc-

turales sur la pièce, caractérisé en ce qu'il comprendles étapes consistant à:

- obtenir les dimensions critiques et majeu-

res et les tolérances correspondantes de la pièce; - présenter visuellement un modèle de la pièce comportant les dimensions critiques et majeures obtenues et les tolérances correspondantes; - sélectionner sur le modèle présenté la

norme connue de fixation des tolérances et les dimen-

sions de la pièce auxquelles elle s'applique; - vérifier si la syntaxe des indications connues de tolérances est correcte; -construire un calibre tridimensionnel représenté par la norme sélectionnée de fixation des tolérances et les dimensions sélectionnées de la pièce; - créer un chemin de contrôle pour le contrôle des dimensions sélectionnées de la pièce; ordonner à l'organe mobile suivant trois dimensions de suivre le chemin de contrôle; - mesurer la position des particularités de la pièce matérialisée par les dimensions sélectionnées de la pièce; - construire un modèle tridimensionnel des particularités mesurées de la pièce; - faire coincider le modèle tridimensionnel avec le calibre tridimensionnel; et déterminer si le calibre s'ajuste sur le

modèle de la pièce.

- 35. Procédé de contrôle selon la revendica-

tion 34, comprenant en outre les étapes consistant à: - retoucher le modèle de la pièce(17)dans les limites des tolérances si le calibre ne s'ajuste pas; et - indiquer que la pièce peut être retouchée si le calibre s'ajuste sur le modèle retouché de la pièce, ou que la pièce est à mettre au rebut si le

calibre ne s'ajuste pas.

36. Procédé de contrôle selon la revendica-

tion 34,caractérisé-en ce qu'il comprend une étape consistant à calibrer l'appareillage de mesure de

position (19).

37. Èrocedé d'analyse de données relatives à une pièce physique(17) résultantdu fonctionnement d'un système comportant un ordinateur(11) relié à un appareillage (14,19)de mesure de position déplaçable suivant plusieurs dimensions et une machine commandée par le système, et une mémoire reliée à l'ordinateur et contenant des données de conception assistée par ordinateur relatives

à une pièce(17)à soumettre à l'analyse et des données obte-

nues relatives à la configuration physique de la pièce, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant

à:

- élaborer des données représentant un cali-

bre de contrôle pour des particularités sur la pièce par extraction de données de conception assistée par ordinateur relatives à de telles particularités;

- mesurer les particularités physiques corres-

pondantes de la pièce, mémoriser les données relatives aux particularités physiques de la pièce; et - déterminer si le calibre s'ajuste avec les

données mesurées de la pièce.

38. Procédé d'analyse selon la revendication 37, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant a: - retoucher les données mesurées enregistrées

des particularités physiques dans les limites des tolé-

rances spécifiées de la pièce; et

- déterminer si les données retouchées repré-

sentent une pièce dans les tolérances spécifiées.

39. Procédé d'analyse selon la revendication 38, caractérisé en ce qu'il comporte une étape consistant à indiquer que la pièce est à mettre au rebut s'il est déterminé que la pièce retouchée n'est pas dans les

tolérances spécifiées.

40. Procédé d'analyse selon la revendication 37, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant

à:

- mémoriser une pluralité de données des

particularités physiques pour des particularités analo-

gues mesurées sur une pluralité de pièces; et

- déterminer si la machine façonne les parti-

cularités de la pièce exactement comme dans le passé.

41. Procédé d'analyse selon la revendication 40, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à: - indiquer un état de processus non nominal lorsqu'il est déterminé que les particularités de la pièce ne sont pas façonnées exactement comme dans le passé; et - rechercher la cause de l'état de processus

non nominal.

42. Procédé d'analyse selon la revendication 41, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à: - corriger la cause de l'état de processus non nominal; - fabriquer un nombre limité de pièces; et

- déterminer si la machine façonne les parti-

cularités de la pièce exactement comme dans le passé.

43. Procédé d'analyse selon la revendication 40, caractérisé en ce qu'il comporte une étape consistant à mettre à jour de façon continue le contenu de la mémoire des données des particularités physiques pour les mêmes

particularités de pièces.

44. Système pour contrôler une pièce structu-

rale en liaison avec des données de conception assistée par ordinateur pour la pièce, caractérisé en ce qu'il comprend: - des moyens pour lire les dimensions et les tolérances dans les données de conception assistée par ordinateur pour les particularités à contrôler de la pièce; - des moyens pour construire mathématiquement un calibre de contrôle tridimensionnel pour la pièce en utilisant les dimensions et tolérances lues; - des moyens pour mesurer les particularités à contrôler de la pièce et pour fournir des données de contrôle représentant ces particularités; des moyens pour construire mathématiquement un modèle tridimensionnel des particularités contrôlées de la pièce; et

- des moyens pour comparer le modèle tridi-

mensionnel au calibre tridimensionnel, ce qui permet de déterminer si le modèle tridimensionnel est conforme aux

tolérances des données de conception.

45. Système de contrôle selon la revendica-

tion 44, caractérisé en ce que les moyens de comparaison comprennent des moyens pour présenter visuellement le

modèle tridimensionnel et le calibre de contrôle tridi-

mensionnel simultanément et de façon distincte, ce qui

permet de vérifier visuellement la conformité aux tolé-

rances des données de conception.

-* 46. Système de contrôle selon la revendica-

tion 44, caractérisé en ce que les moyens de comparaison comportent des moyens pour présenter la conformité aux tolérances des données de conception sous une forme tabulaire.

47. Système de contrôle selon la revendica-

tion 44, caractérisé en ce que les moyens de comparaison comportent des moyens pour déplacer un organe de mesure (22)

- autour de la pièce structurale, et des moyens pour cons-

truire un chemin de contrôle pour que cet organe de mesure se déplace entre les particularités à contrôler

de la pièce.

48. Système de contrôle selon la revendica-

tion 44, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour construire un modèle tridimensionnel de la pièce

utilisant les données de conception assistée par ordina-

teur, et des moyens(12)pourprésenter visuellement le chemin de contrôle et les particularités à contrôler de la pièce

superposées au modèle tridimensionnel de la pièce.

49. Système de contrôle selon la revendica-

tion 44, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour déterminer si la syntaxe des indications de tolérances est correcte en utilisant les dimensions

sélectionnées et des tolérances correspondantes.

50. Système de contrôle selon la revendica-

tion 44, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour mémoriser de façon continue des données de mesure de particularités de pièce pour une population de

pièces structurales, et des moyens pour analyser statis-

tiquement chaque mesure de particularité de pièce pour déterminer si le processus de fabrication des pièces

est nominal.

51. Système de contrôle selon la revendica-

tion 44, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour déterminer des tolérances pour des particularités

spécifiées de pièce à ajouter à la description de la

pièce structurale.

52. Système de contrôle selon la revendica-

tion 44, caractérisé en ce que des données de conception assistée par ordinateur sont disponibles pour une pièce conjuguée avec la pièce structurale, et qu'il comporte des moyens pour analyser les tolérances dans le cas le plus défavorable pour la pièce conjuguée et la pièce

structurale pour déterminer s'il peut y avoir interfé-

rence entre les pièces dans les tolérances, et des

moyens pour visualiser le résultat de l'analyse.

53. Système de contrôle selon la revendica-

tion 44, caractérisé en ce qu'il peut être connecté à

l'une quelconque d'une variété de machines pour exécu-

ter un travail, comprenant: - des moyens pour identifier la machine à laquelle le système doit être relié pour exécuter le travail; - des moyens pour demander à l'opérateur du système d'exercer une action pendant la définition du travail à exécuter; - des moyens pour définir l'orientation de la

2 617 30 6

pièce structurale à soumettre au processus de travail; - des moyens pour introduire dans le système la définition de toute opération d'exécution et de contrôle de travail; et - des moyens pour analyser des mesures de particularités de pièce pour déterminer l'efficacité de

la commande du travail.

54. Système de contrôle selon la revendica-

tion 53, caractérisé en ce que les moyens d'analyse comprennent des moyens pour contrôler statistiquement

des mesures de particularités de pièce dans une popula-

* tion de pièces structurales pour déterminer si les pièces sont fabriquées, comme elles l'étaient dans le passé.

55; Système de contrôle selon la revendica-

tion 53, caractérisé en ce que les moyens d'analyse comprennent des moyens pour déterminer si la pièce

structurale peut être retouchée si les moyens de compa-

raison indiquent la non-conformité aux tolérances des

données de conception.

56. Système de contrôle selon la revendica-

tion 53, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens

pour simuler l'exécution d'un travail défini.

57. Système de contrôle conforme à la revendication 44 et comprenant des moyens de visualisation commandés par l'ordinateur pour le contrôle et l'analyse de particularités prédéterminées sur une pièce structurale en liaison avec des données de conception assistée par ordinateur et de tolérance pour la pièce structurale, caractérisé en ce qu'il comprend:

- un écran de visualisation d'in-

formations; - des moyens pour visualiser simultanément un modèle des données de conception de la pièce structurale et un chemin de contrôle autour du modèle de la pièce pour les particularités prédéterminées de la pièce; et - des moyens pour modifier sélectivement le chemin de contrôle sur la surface de présentation

visuelle d'informations.

58. Système de contrôle conforme à la revendication 44 et comprenant des moyens de visualisation commandés par l'ordinateur pour le contrôle et l'analyse de particularités prédéterminées de pièces sur une piècestructurale en liaison avec des données de conception assistée par ordinateur et de tolérances décrivant la pièce structurale et des moyens de mesure pour les particularités prédéterminées de la pièce, caractérisé en ce qu'il comprend: - une surface de visualisation; et - des moyens pour visualiser simultanément un modèle des particularités de la pièce structurale et un modèle d'un calibre de contrôle construit à partir de données de conception assistée par ordinateur et de tolérances relatives aux particularités prédéterminées

de la pièce.

59. Système de visualisation commandé par ordi-

nateur selon la revendication 58, caractérisé en ce que

les moyens de présentation visuelle simultanée compren-

nent des moyens pour présenter simultanément des résul-

tats de contrôle.

60. Système de visualisation commandé par ordi-

nateur selon la revendication 59, caractérisé en ce que les résultats de contrôle sont présentés sous une forme tabulaire.

61. Système de visualisation commandé par ordi-

nateur selon la revendication 59, caractérisé en ce qu'il

comprend des moyens pour présenter une analyse statisti-

que des résultats de contrôle.

62. Système de visualisation commandé par ordi-

nateur selon la revendication 59, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour présenter des instructions de

retouche basées sur les résultats de contrôle.

63. Système de visualisation commandé par ordi-

nateur selon la revendication 58, caractérisé en ce que

les moyens de présentation visuelle simultanée compren-

nent des moyens pour présenter les modèles en couleurs distinguables.

64. Procédé de contrôle conforme à la revendication 1, dans lequel l'ordinateur présente en mémoire des données de conception et les données de tolérances pour des pièces conjuguées en contact, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à: - extraire de la mémoire les données de

conception et de tolérances relatives aux pièces conju-

guées; - étudier les états de tolérances dans le cas le plus défavorable pour l'interférence des matériaux entre les pièces conjuguées; et indiquer soit l'absence d'interférence là o il n'y a pas d'interférence, soit l'emplacement de

l'interférence là o il y a une interférence.

65. Procédé de contrôle selon la revendica-

tion 64, caractérisé en ce que les données de tolérances comprennent des éléments de référence sur chacune des

pièces conjuguées, et qu'il comprend les étapes consis-

tant à: - déterminer s'il y a contradiction dans les indications d'éléments de référence dans les données de tolérances pour les pièces conjuguées; et - indiquer soit l'absence de contradiction' s'il n'y a pas de contradiction, soit l'emplacement d'une

contradiction s'il y a une contradiction.

66. Procédé de contrôle conforme à la revendi-

cation 64, appliqué au cas o les pièces conjuguées sont associées à des éléments de fixation fixes ou flottants, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à: - sélectionner un élément de fixation; - désigner l'emplacement sur une pièce o l'élément de fixation doit être utilisée; désigner les éléments de référence sur la pièce par rapport auxquels les emplacements des éléments de fixation doivent être cotés;

- sélectionner un outil pour façonner les par-

ticularités des pièces qui doivent recevoir les éléments de fixation;

- déterminer les dimensions maximales et mini-

males des particularités des pièces compte tenu de l'outil et l'élément de fixation sélectionnés; et - présenter visuellement les tolérances de

position vraie pour les particularités des pièces rela-

tives aux éléments de fixation.

67. Procédé de contrôle selon la revendi-

cation 66, caractérisé en ce que l'élément de fixation est un élément de fixation flottant et que l'étape de présentation visuelle comprend une étape consistant à représenter une zone de tolérances de position vraie

allant de zéro à l'état de maximum de matériau.

68. Procédé de contrôle selon la revendi-

cation 56, caractérisé en ce que l'élément de fixation est un élement de fixation fixe, et que la particularité de pièce dans une pièce flottante est un trou avec jeu, et qu'il comprend les étapes consistant à: déterminer l'épaisseur de la pièce flottante; et - réduire le diamètre du trou avec jeu selon

cette épaisseur.