FR3058920B1 - Procede pour controler ou usiner une surface d'une piece - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un procédé pour contrôler au moins une surface d'une pièce, sur une machine-outil (7) à commande numérique assurée assistée par un ordinateur (CNC,9), le procédé comprenant une étape où, à partir d'une ébauche de pièce, on usine une surface de cette pièce, caractérisé en ce que : - pendant un mouvement relatif entre ladite surface de la pièce et un appareil (5) de saisie 2D d'images par points permettant d'attribuer une valeur numérique à chacun desdits points, on scanne en l'enregistrant un profil de la surface de ladite pièce, - via un post-traitement (15) avec un logiciel de reconstruction 3D, on reconstruit la surface réelle de la pièce dont le profil a été scanné, - et on contrôle la surface scannée de la pièce, en comparant la surface réelle reconstruite avec une surface théorique numérisée de la pièce préalablement enregistrée.

Description

Procédé pour contrôler ou usiner une surface d’une pièce

La présente invention concerne le contrôle dimensionnel de piècesde machine, notamment de turbomachine.

Il est depuis longtemps nécessaire de pouvoir contrôler de façonperformante la fabrication de nombreuses pièces sur des machines-outils àcommande numérique assurée par un ordinateur (CNC).

Ceci impose typiquement la prise de données géométriques sur lamachine, ce qui est aujourd’hui une opération longue et la plupart du tempsmanuelle. Les méthodes se contentent en outre et en général de mesuresentre deux opérations successives, telles deux phases d’usinage, sur unmarbre ou via des machines à mesurer tridimensionnelle (MMT) quipermettent d'obtenir les coordonnées des points mesurés (palpés) sur unepièce mécanique.

Par ailleurs, certaines pièces sont sensibles à des déformationsinduites par la relaxation de contraintes résiduelles, lors des opérationsd’usinage sur les machines-outils.

Tel est le cas de pièces forgées ayant subi un traitementthermique qui génère des contraintes dommageables à l’usinage.

Notamment dans le cadre de la fabrication de ces pièces et lasimulation de certains procédés, des outils ont été développés, visant àprédire les déformations induites par la relaxation de ces contraintesrésiduelles.

Pour valider ces outils ou en améliorer la précision, des donnéesprécises sur les déformations à l’usinage sont requises.

Sur marbre ou via des machines à mesurer tridimensionnelle (MMT)comme précité, il est difficile de déterminer l’origine des déformations entredeux phases d’usinage et après débridage de la pièce.

La répétabilité des prises de mesures manuelles est égalementdifficile à réaliser.

Et les données obtenues sont difficilement comparables aux valeursobtenues par simulation, ce qui est un frein au déploiement des outils versles utilisateurs finaux.

Concernant les mesures MMT, qui sont plus précises que lesmesures manuelles, elles sont en outre le plus souvent moyennées et nepermettent pas d’identifier l’ensemble des déformations de la pièce en troisdimensions (3D). II n’y a donc pas d’informations sur la localisation desdéformations, ce qui est problématique lorsque des planéités sontmesurées.

Aujourd’hui des problèmes de déformations à l’usinage existent surplusieurs pièces à forte valeurs ajoutées. Un accès à des donnéesgéométriques fiables après chaque opération d’usinage et dans un tempsrapide permettrait : - d’une part de mieux comprendre les interactions entre lacartographie des contraintes internes des pièces, y compris des piècesforgées, et l’impact des efforts lors des usinages (par exemple efforts decoupe et/ou d’enlèvements de matière, - et d’autre part de réduire les temps d’optimisation des gammesd’usinage.

Un but du procédé, ci-après présenté, de contrôle d’au moins unesurface d’une pièce, sur une machine-outil CNC, est d’améliorer la situationface à ces problèmes et inconvénients.

Dans ce procédé, on va : - à partir d’une ébauche de la pièce, usiner une surface de cettepièce, - pendant un mouvement relatif entre ladite surface de la pièce etun appareil de saisie 2D (en deux dimensions) d’images par pointspermettant d’attribuer une valeur numérique à chacun desdits points,scanner en l’enregistrant un profil de la surface de ladite pièce, - via un post-traitement avec un logiciel de reconstruction 3D (entrois dimensions), reconstruire la surface réelle de la pièce dont le profil aété scanné, - et contrôler la surface scannée de la pièce, en comparant lasurface réelle reconstruite avec une surface théorique numérisée de lapièce préalablement enregistrée.

Ainsi, on va pouvoir obtenir des informations et effectuer descontrôles performants, précis, rapides, reproductibles, en recourant à unsystème automatisé in situ (sur la machine-outil) de prise de cotes, sanscontact, au cours de l’usinage, via la génération d’une représentation 3Dréelle de la pièce.

Selon une autre caractéristique, il est prévu : - pour contrôler la ou les pièces, de pouvoir si nécessaire fixer la oules ébauches à une partie de la machine-outil, suivant un indexage que l’onenregistrera, - et, après avoir reconstruit la surface réelle de la pièce, de localiserpar rapport à l’indexage des déformations sur la surface réelle de la piècereconstruite.

On pourra ainsi exploiter facilement les déformations en leslocalisant par rapport à un indexage connu de la pièce et mesurer leursamplitudes localement, plutôt que de prendre les mesures sur le logicielassocié.

Dans certains cas, il pourra par ailleurs être utile de fixer l’appareilde saisie 2D d’images à un bras articulé et/ou robotisé. Cela élargira lechamp des mesures possibles.

Outre ce qui précède, l’invention concerne aussi un procédé pourusiner au moins une surface de pièce précitée, selon le mode opératoiresuivant : - d’abord on devra disposer d’un modèle numérique tridimensionnelthéorique d’usinage de la pièce ; - puis, sur une première série de pièces tests, on mettra en œuvrele procédé de contrôle ci-avant présenté, - si lesdits contrôles des surfaces scannées des pièces testsconduisent à des différences entre les surfaces réelles reconstruites et lasurface théorique numérisée de la pièce préalablement enregistrée, on endéduira un modèle numérique tridimensionnel corrigé d’usinage de lapièce, - et on appliquera alors le modèle numérique tridimensionnelcorrigé à l’usinage d’une seconde série de pièces.

Ainsi, on va pouvoir, via des prises de mesure préalables, assurerune mise au point rapide et performante des conditions de fabricationindustrielles. Par exemple en amont d’une fabrication de pièces en série, ilva être possible d’identifier de possibles défauts sur des pièces tests et decorriger les conditions d’usinage avant le lancement de la fabrication ensérie.

La solution ici présentée pourrait permettre d’identifier, lors del’usinage, les pièces avec des déformations supérieures à l’attendu et ainsiévaluer la répétabilité du processus d’usinage tel que défini initialement, enréférence à la surface théorique numérisée de la pièce initialementenregistrée et/ou le modèle numérique tridimensionnel théorique d’usinagede la pièce.

On pourrait aussi songer à réaliser du monitoring d’usinage, intégréà la machine-outil. L’accès à ces données permettrait alors de mettre enplace un usinage adaptatif prenant en compte des corrections d’usinage,donc les déformations qui ont pu les induire, ceci sans avoir à démonter lapièce.

En effet, sur le premier point, il est proposé, pour un usinage enplusieurs phases successives d’usinage, que, si ledit contrôle de la surfacescannée de la pièce conduit à une différence entre la surface réellereconstruite et la surface théorique numérisée de la pièce préalablementenregistrée, on en déduise un modèle numérique tridimensionnel théorique corrigé d’usinage de la pièce que l’on appliquera en liaison avec au moinsune phase d’usinage ultérieure de ladite pièce.

En outre, pour usiner la pièce, on pourra donc brider l’ébauche sur lamachine-outil, puis mettre en œuvre le procédé de contrôle et d’usinageprécité, y compris ladite phase d’usinage ultérieure de la pièce, sansdébridage.

En tant qu’appareil de saisie 2D d’images, on pourra en particulierutiliser un profilomètre laser.

Parmi les avantages, on notera la performance et les mesuresprécises par réflexion. Ce genre de capteur est capable de mesurer à unefréquence de 64kHz avec une précision de l’ordre de 5 microns en Z.

En utilisant les données de la CNC (par exemple la vitesse derotation d’une broche sur laquelle aura été bridée l’ébauche/la pièce àcontrôler et/ou usiner) et des données de position de l’appareil de saisie 2Dd’images fixé sur la machine, on pourra définir une fréquence d’acquisitionpermettant d’enregistrer des profils avec un pas constant pendant larotation complète de la pièce.

Comme déjà mentionné, on pourra en particulier utiliser commeébauche à contrôler et/ou usiner une pièce forgée. II sera alors possible de visualiser en 3D et de mesurer, y comprissuivant des axes privilégiés, les déformations de cette pièce in situ, sur unemachine-outil après une opération ou une gamme d’usinage. Le systèmeutilisera la combinaison des mesures de l’appareil de saisie d’images choisiet de certaines données CNC de la machine-outil pour si nécessairereconstruire les surfaces réelles de la pièce.

En termes structurels, le dispositif utilisé comprendra donc : - un appareil de saisie 2D d’images par points permettantd’attribuer une valeur numérique à chacun desdits points, pour scanner etenregistrer un profil de la surface de ladite pièce, - des moyens de déplacement relatif entre une ébauche de la pièceà usiner et l’appareil de saisie 2D d’images, tous deux fixés sur la machine-outil, - des moyens de post-traitement du profil scanné, pour : - reconstruire la surface réelle de la pièce dont le profil a étéscanné, - et contrôler la surface scannée de la pièce, en comparant lasurface réelle reconstruite avec une surface théorique numérisée de lapièce préalablement enregistrée.

Si l’appareil de saisie 2D d’images est un profilomètre à faisceaulaser, l’environnement machine peut être trop agressif pour permettre sonfonctionnement optimum, notamment du fait de la lubrification et desprojections de copeaux liés à l’usinage.

Aussi est-il alors proposé que le dispositif comprenne un boîtierprotecteur autour du profilomètre, avec: - un écran de protection interposé entre le profilomètre et l’ébaucheou la pièce usinée, une fois fixée, l’écran de protection laissant passer lalongueur d’onde du laser, - et un obturateur mobile entre une position fermée qui protègel’écran de copeaux produits par l’usinage de la pièce et/ou de projectionsde fluides de coupe, et une position ouverte qui dégage l’écran et permetau faisceau laser d’atteindre la pièce fixée.

Si nécessaire, l’invention pourra être mieux comprise et d’autresdétails, caractéristiques et avantages de l’invention apparaître à la lecturede la description qui suit faite à titre d’exemple non limitatif en référenceaux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est un schéma de principe du contrôle par scan d’unesurface à usiner, sur un tour ; - la figure 2 est un détail de la figure 1 ; - la figure 3 est un schéma d’un dispositif de protection duprofilomètre laser qui pourra être utilisé comme capteur pour scanner la/lespièces à contrôler et usiner ; - la figure 4 est un schéma de principe identique à celui de la figure1, mais sur une fraiseuse.

On a donc représenté, sur la figure 1 un schéma de principeopérationnel, dans un exemple où une pièce, ou son ébauche, 1,notamment de turbomachine, présente une surface 3 à contrôler, afin dedéfinir si la pièce usinée sera apte à être installée sur une turbomachine, unobjectif induit étant si possible de pouvoir usiner cette pièce de telle sorteque, si elle présente des défauts typiquement de déformations induites parla relaxation de contraintes résiduelles, ces déformations puissent êtreprises en compte lors d’une partie au moins des opérations d’usinage, afinque la pièce finie soit conforme.

Ainsi, typiquement sur une pièce issue d’une ébauche forgée, il serapossible d’absorber en cours d’usinage ou en deux phases (une phasepréalable de mise au point puis une phase de fabrication en série) lesditesdéformations induites, en corrigeant les données initiales de fabrication,après avoir utilisé de façon combinée les mesures d’un appareil 5 de saisie2D d’images et de certaines données CNC de la machine-outil 7 surlaquelle a été fixée la pièce, ou son ébauche, 1, pour reconstruire lessurfaces réelles de la pièce.

Monté sur la machine-outil 7, qui est une machine à commandenumérique assurée par un ordinateur (CNC) 9, l’appareil 5 serafavorablement un appareil de saisie 2D d’images par points permettantd’attribuer une valeur numérique à chacun de ces points, pour scanner etenregistrer un profil de la surface 3 de ladite pièce

Outre l’appareil 5 de saisie d’images, le dispositif 11 de contrôle dela surface 3 de la pièce montée sur la machine-outil comprend: - des moyens 13 de déplacement relatif entre l’ébauche ou I apièce à usiner 1 et l’appareil 5 de saisie d’images, tous deux fixés sur lamachine-outil, - et des moyens 15 de post-traitement du profil scanné, pour : - reconstruire la surface réelle de la pièce 1 dont le profil a doncété scanné, - et contrôler la surface 3 scannée de la pièce, en comparant lasurface réelle reconstruite avec une surface théorique numérisée dela pièce préalablement enregistrée.

Dans cet exemple, l’appareil de saisie d’images 5 est unprofilomètre laser.

La machine-outil 7 est un tour.

Avant usinage la pièce, ou ébauche, 1, est fixée (bridée) à la broche17 de cette machine, pour être ensuite usinée, avec un mouvement relatifau moins de rotation, autour de l’axe X, par rapport à au moins un outild’usinage. L’appareil de saisie d’images 5 est fixé au bâti fixe 19 de la machine,de sorte qu’ensemble ils appartiennent auxdits moyens 13 de déplacementrelatif, avec le moteur 21 de mise en mouvement de la broche 17.

Comme le montre la figure 1, le faisceau 23 du profilomètre laser 5,en forme de trait et d’une certaine largeur suivant l’axe X, pointe sur lasurface 3 à contrôler, autour de la position de la ligne focale suivant l’axe Z(plage de mesurest xx mm).

Le profilomètre mesure par réflexion un profil selon les axes X, Z.

Une fois le profilomètre en position vis-à-vis de la pièce 1, on vadonc pouvoir obtenir une mesure du profil en Z sur la largeur du faisceau23 et l’enregistrer à l’instant (t).

Pour faire fonctionner la machine 7, l’unité informatisée decommande numérique (CNC) 9 transmet au moteur 21 des consignes demise en rotation, voire de translation, de la pièce 1. Via un codeur de position 25, l’unité CNC 9 obtient en retour au moins la position angulairede la pièce autour de l’axe X, dans le temps.

En outre, l’unité CNC 9 pilote le fonctionnement du profilomètre laser5, ou du moins déclenche les tops de début et de fin des captures dedonnées sur la surface 3, suivant une fréquence 27 d’acquisition oud’échantillonnage compatible avec les caractéristiques du profilomètre.

On a schématisé en 29 un exemple de profil scanné de la surface 3.

En se servant de la broche 17, des mesures de surface de la piècesur 360° sont possibles, si cela est requis.

En utilisant les données de la CNC 9 sur la vitesse de rotation de labroche et sur sa position (ici angulaire), on aura pu définir une fréquenced’acquisition permettant d’enregistrer des profils avec, si cela est approprié,un pas constant pendant la rotation, par exemple une rotation complète dela pièce autour de l’axe X (exemple : 360 profils mesurés/scannés, avec unpas de 1° chacun).

Ainsi, pendant un mouvement relatif entre ladite surface 3 de lapièce et l’appareil de saisie 5, on va scanner en l’enregistrant en mémoireun profil de cette surface 3 visée de la pièce.

Il est alors possible, par les moyens 15 de post-traitementinformatique du profil scanné, et via par exemple un logiciel de CAO, dereconstruire numériquement la surface réelle 10 de la pièce, suivant touteou partie de sa superficie pouvant être scannée par l’appareil 5. A l’étape 31, via une unité 32 de comparaison et son logiciel adaptéintégrés à l’ordinateur (CNC) 9, on peut alors comparer la mesure du profilréel scanné de la pièce 1, toujours identiquement bridée, soit à la pièceusinée soit à la CAO théorique (ou tout autre logiciel de traitementapproprié) ou encore au modèle 3D reconstruit numériquement.

On aura compris qu’on entend par CAO théorique, ou équivalent,des données numériques correspondant à la surface théorique numériséede la pièce initialement définie et stockée en mémoire en vue decommander la machine-outil pour l’usinage théorique de la pièce.

La phase de contrôle de la surface scannée de la pièce estmaintenant terminée, en tant que telle.

Ainsi, on dispose avec le procédé expliqué ci-avant, d’une méthodede contrôle numérique de la pièce 1 basée sur la comparaison du profild’un modèle numérique tridimensionnel théorique correspondant à unepièce telle qu’initialement conçue et définie numériquement avec le profilscanné puis reconstruit en 3D d’une pièce 1 réelle, typiquement une pièceforgée puis usinée.

En particulier si, sur une ébauche forgée, des déformations ont étécalculées et enregistrées, suite à une comparaison entre des donnéesnumériques précédentes stockées dans la CNC et des donnéesnumériques actualisées, ou réelles, scannées par l’appareil 5, on vapouvoir toutefois aussi, ou en alternative, exploiter ces données scannéesde déformations captées sur la surface 3, en les localisant par rapport à unindexage connu, préenregistré, de la pièce et mesurer leur amplitudelocalement, sans avoir à prendre les mesures sur le logiciel associé, parexemple le logiciel de CAO.

Quant à l’utilisation de ce processus de contrôle dans le cadre del’usinage des pièces, il pourra donc être mis en œuvre de deux manières : - soit au moins lors d’une phase tests ou de pré-série, avant desusinages série au cours desquels on appliquera un modèle numériquetridimensionnel corrigé si des variations de profil par rapport à un profilnumérique initial ont été calculées et enregistrées, - soit entre deux phases d’usinage, pour obtenir un processusd’usinages adaptatif, si à l’issue d’un premier usinage le contrôle de lasurface scannée de la pièce conduit à une différence entre la surface réellereconstruite et la surface théorique numérisée de la pièce préalablementenregistrée ; une correction du modèle numérique sera appliquée pourl’usinage ultérieur de ladite pièce.

Dans le premier cas : - disposant dans l’unité CNC 9 du modèle numériquetridimensionnel théorique d’usinage de la pièce 1 (ou de son ébauche endébut d’usinage), on va donc mettre en œuvre sur une première série depièces cet usinage et par ailleurs le procédé de contrôle par scan précité, - ensuite, si lesdits contrôles des surfaces scannées de ces pièces1 tests conduisent à des différences entre la surface réelle reconstruite dechaque pièce et la surface théorique de la pièce numérisée lors de saconception, on va en déduire informatiquement un modèle numériquetridimensionnel corrigé d’usinage des pièces, - et on appliquera ce modèle numérique tridimensionnel corrigé àl’usinage des pièces ultérieurement usinées selon ce modèle.

Dans le second cas : - disposant toujours, en début d’usinage, dans l’unité CNC 9 dumodèle numérique tridimensionnel théorique d’usinage de la pièce 1 (ou deson ébauche en début d’usinage), on va donc mettre en œuvre sur elle laou les premières phases d’usinage et par ailleurs le procédé de contrôlepar scan précité, - ensuite, si ledit contrôle de la surface scannée de la pièce conduitdonc à une différence entre la surface réelle reconstruite et la surfacethéorique de la pièce numérisée lors de sa conception, on va en déduireinformatiquement un modèle numérique tridimensionnel théorique corrigéd’usinage de la pièce que l’on va appliquer en liaison avec au moins unephase ultérieure d’usinage de cette pièce, de préférence sans débridage dela pièce.

Avec un profilomètre conventionnel, la fréquence d’acquisitioncouplée au mouvement de la broche doit permettre d’obtenir un profilnumérique de la pièce 1 tous les degrés (soit 360 mesures) en moins d’uneminute sans avoir à démonter la pièce. II ressort de ce qui précède qu’outre la prise de mesure pour unemise au point, le procédé de l’invention permet d’identifier lors de l’usinageles pièces des déformations supérieures à un seuil prédéterminé et ainsi d’évaluer la répétabilité du processus d’usinage initialement défini (surfacethéorique de la pièce numérisée lors de sa conception, en considérant quela surface identifiée est alors la surface totale de la pièce à usiner). Il y apossibilité de réaliser un contrôle de l’usinage, intégré à la machine-outil 7.L’accès à ces données permet donc aussi de mettre en place un usinageadaptatif pour réduire les déformations enregistrées, sans avoir à démonterla pièce.

Sur la figure 2, qui ne reprend qu’une partie de la figure 1, le bras 33qui relie l’appareil 5 au bâti fixe 19 de la machine est supposé fixé enposition de visée, pour ne pas bouger pendant l’usinage, et permettre ainsiaux moyens 15 de post-traitement de fournir et enregistrer dans le temps laposition du capteur 5 par rapport au centre de la broche, ici l’axe X. Il estalors possible via une simple soustraction de connaître le diamètre (ourayon) des surfaces scannées comme le montre la figure. De fait : - on peut mesurer via le capteur 5 et enregistrer la distance D1 (icien Z) entre le profilomètre et l’axe de rotation X, - le profilomètre scanné ensuite ledit profil en Z de la pièce, desorte qu’on on peut calculer la distance D2 entre la distance en Z entre leprofilomètre et ledit profil en Z de la pièce, - connaissant l’épaisseur de la pièce (par exemple via le modèlenumérique tridimensionnel théorique de la pièce issue d’une CAO) on peutdonc en déduire la position D3 en Z d’un endroit enregistré de la surface dela pièce par rapport à l’axe de rotation X.

On peut aussi disposer d’un point de référence sur la broche ou surle montage pour étalonner les mesures en X et en Z

Pour d’autres cas de figure, le bras 33 pourrait être articulé et/ourobotisé pour qu’au lieu de ne mesurer qu’une surface, l’appareil ou capteur5 scanné la pièce 1 entièrement et permette de générer, via le post-traitement 15, un modèle 3D complet de cette pièce.

Sur la figure 3, on a schématisé la protection du profilomètre àfaisceau laser 5 dans un boîtier 35 associé au dispositif 11 et disposéautour du profilomètre.

Le boîtier 35 est pourvu, ou associé à: - un écran 37 de protection interposé entre le profilomètre etl’ébauche ou la pièce 1, une fois fixée - et un obturateur 39 mobile entre une position fermée qui protègel’écran notamment de copeaux produits par l’usinage de la pièce et/ou deprojections de fluides de coupe, et une position ouverte qui dégage l’écran37 et permet au faisceau laser d’atteindre la pièce fixée. L’écran 37 transparent de protection sera choisi pour laisser passerla longueur d’onde du laser (de couleur bleu de préférence qui est moinssensible aux variations de températures. L’obturateur pourra être ouvert en mode « mesure » entre deuxphases d’usinage et par exemple après « essorage » de la pièce 1 par unemise en rotation rapide de la pièce pendant un temps donné. D’autres machines-outils qu’un tour 7 peuvent être concernées parl’invention. Sur l’exemple de la figure 4, les pièces et moyenscorrespondant à ceux du mode de réalisation précédent ont été repérésavec leur numérotation augmentée de 100.

Ainsi, par exemple sur la fraiseuse 107 schématisée figure 4 voit-on,maintenue par une bride 117, une pièce ou son ébauche 101 présentantune surface 103 à contrôler, afin de déterminer, après avoir utilisé de façoncombinée les mesures de l’appareil 105 de saisie 2D d’images et certainesdonnées issues de l’ordinateur CNC 109 de commande de la machine-outilpour reconstruire les surfaces réelles de la pièce, les données initiales defabrication sont à corriger.

Le dispositif 11 de contrôle de la surface 103 comprend encore desmoyens 113 de déplacement relatif entre l’ébauche ou la pièce à usiner101 et l’appareil 105 de saisie d’images, tous deux fixés sur le bâti 107 dela machine, et les moyens 115 de post-traitement du profil scanné.

Au fur et à mesure de la translation le long de l’axe X de la surface103 à contrôler, la saisie de son profil par l’appareil 105 va s’opérer(faisceau 123).

Pour faire fonctionner la machine 107, l’unité informatisée 105 decommande numérique (CNC) transmet au moteur 121 des consignes demise en mouvement de la pièce 1 suivant ici l’axe X. Via le codeur deposition 125, l’unité CNC 109 obtient en retour la position dans le temps dela pièce suivant l’axe X, par rapport à une position de référence (positioninitiale, typiquement). L’unité CNC 9 déclenche les tops 126 de début et defin des captures de données sur la surface 103, suivant une fréquence 127d’acquisition. Le profil 129 de la surface 103 de la pièce est ainsi scanné.

Via les moyens 115 de post-traitement informatique la surface réelle110 de la pièce peut alors être reconstruire numériquement.

Et en utilisant de nouveau l’unité 132 de comparaison et les donnéesdisponibles dans l’ordinateur (CNC) 109 via et les moyens 115 de post-traitement, on peut ensuite comparer la mesure du profil réel scanné de lapièce, toujours bridée, soit à la pièce usinée soit à la CAO théorique (outout autre logiciel de traitement approprié) ou encore au modèle 3Dreconstruit numériquement.

Claims (6)

1. REVENDICATIONS

   1. Procédé pour contrôler au moins une surface (3,103) d’une pièce, sur unemachine-outil (7,107) à commande numérique assurée par un ordinateur (CNC,9,109),le procédé comprenant une étape où, à partir d’une ébauche de pièce (1,101), on usineune surface de cette pièce, caractérisé en ce que : - au cours de l’usinage, pendant un mouvement relatif entre ladite surface(3,103) de la pièce et un appareil (5,105) de saisie 2D d’images par points permettantd’attribuer une valeur numérique à chacun desdits points, on scanne en l’enregistrantun profil de la surface de ladite pièce, - via un post-traitement (15,115) avec un logiciel de reconstruction 3D, onreconstruit la surface réelle de la pièce dont le profil a été scanné, - et on contrôle la surface scannée de la pièce, en comparant la surface réellereconstruite avec une surface théorique numérisée de la pièce préalablementenregistrée.
2. 2. Procédé selon la revendication 1 où : - pour contrôler la ou les pièces, on fixe la ou les ébauches à une partie de lamachine-outil, suivant un indexage que l’on enregistre, - et, après avoir reconstruit la surface réelle de la pièce, on localise par rapportà l’indexage des déformations sur la surface réelle de la pièce reconstruite.
3. 3. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, où on fixel’appareil (5,105) de saisie 2D d’images à un bras articulé et/ou robotisé. 4. Procédé pour usiner au moins une surface d’une pièce sur une machine-outil(7,107) à commande numérique assurée par un ordinateur (CNC), le procédécomprenant des étapes où : - on dispose d’un modèle numérique tridimensionnel théorique d’usinage de lapièce; - sur une première série de pièces tests, on met en œuvre le procédé decontrôle selon l’une quelconque des revendications précédentes, - si lesdits contrôles des surfaces scannées des pièces tests conduisent à desdifférences entre les surfaces réelles reconstruites et la surface théorique numériséede la pièce préalablement enregistrée, on en déduit un modèle numériquetridimensionnel corrigé d’usinage de la pièce, - et on applique le modèle numérique tridimensionnel corrigé à l’usinage d’uneseconde série de pièces.
4. 5. Procédé pour usiner, en plusieurs phases successives d’usinage, au moins unesurface (3,103) d’une pièce sur une machine-outil à commande numérique assuréepar un ordinateur (CNC), le procédé comprenant des étapes où : - on dispose d’un modèle numérique tridimensionnel théorique d’usinage de lapièce ; - sur au moins une pièce, en liaison avec l’une au moins des phases d’usinage,on met en œuvre le procédé de contrôle selon l’une quelconque des revendications 1à 3, - si ledit contrôle de la surface scannée de la pièce conduit à une différenceentre la surface réelle reconstruite et la surface théorique numérisée de la piècepréalablement enregistrée, on en déduit un modèle numérique tridimensionnelthéorique corrigé d’usinage de la pièce que l’on applique en liaison avec au moins unephase d’usinage ultérieure de ladite pièce.
5. 6. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes où, en tantqu’appareil (5,105) de saisie 2D d’images, on utilise un profilomètre laser. 7. Procédé selon la revendication 5 seule ou en combinaison avec la revendication6 où, pour usiner la pièce, on bride l’ébauche sur la machine-outil (7,107) et on met enœuvre le procédé selon la revendication 1 et ladite phase d’usinage ultérieure de lapièce, sans débridage. 8. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, où on utilisecomme ébauche une pièce forgée. 9. Dispositif pour contrôler au moins une surface d’une pièce sur une machine-outil (7,107) ayant une commande numérique assurée par un ordinateur (CNC), ledispositif comprenant: - un appareil (5,105) de saisie 2D d’images par points permettant d’attribuerune valeur numérique à chacun desdits points, pour scanner et enregistrer un profil dela surface de ladite pièce, - des moyens (13,113) de déplacement relatif entre une ébauche de la pièceà usiner et l’appareil de saisie 2D d’images, tous deux fixés sur la machine-outil, - des moyens (15,115) de post-traitement du profil scanné, pour : - reconstruire la surface réelle de la pièce dont le profil a été scanné, - et contrôler la surface scannée de la pièce, en comparant la surface réellereconstruite avec une surface théorique numérisée de la pièce préalablementenregistrée.
6. 10. Dispositif selon la revendication 9, où : - l’appareil (5,105) de saisie 2D d’images est un profilomètre à faisceau laser, - et le dispositif comprend un boîtier protecteur (35) autour du profilomètre,avec: - un écran (37) de protection interposé entre le profilomètre et l’ébauche ou lapièce usinée, une fois fixée, l’écran de protection laissant passer la longueur d’ondedu laser, - et un obturateur (39) mobile entre une position fermée qui protège l’écran decopeaux produits par l’usinage de la pièce et/ou de projections de fluides de coupe, etune position ouverte qui dégage l’écran et permet au faisceau laser d’atteindre la piècefixée.