FR3063350A1 - Systeme de determination d'un parametre de localisation, procede de determination, ensemble d'usinage et methode d'usinage associes - Google Patents
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Abstract
Le système de détermination d'un paramètre de localisation d'un premier élément de structure positionné derrière une surface d'un deuxième élément de structure comprend : - une sonde, destinée à être positionnée successivement en au moins une première et une deuxième positions de la surface, la sonde comprenant : • un générateur configuré pour générer un flux magnétique inducteur variable, et • un capteur configuré pour détecter un flux magnétique induit par le deuxième élément, ou par le deuxième élément et le premier élément, en chacune des première et deuxième positions données, et pour générer des signaux électriques représentatif dudit flux magnétique induit à la première et à la deuxième positions données, - un dispositif de traitement, configuré pour recevoir les signaux et pour déterminer le paramètre, à partir d'une comparaison entre les signaux.
Description
(57) Le système de détermination d'un paramètre de localisation d'un premier élément de structure positionné derrière une surface d'un deuxième élément de structure comprend:
- une sonde, destinée à être positionnée successivement en au moins une première et une deuxième positions de la surface, la sonde comprenant:
un générateur configuré pour générer un flux magnétique inducteur variable, et un capteur configuré pour détecter un flux magnétique induit par le deuxième élément, ou par le deuxième élément et le premier élément, en chacune des première et deuxième positions données, et pour générer des signaux électriques représentatif dudit flux magnétique induit à la première et à la deuxième positions données,
- un dispositif de traitement, configuré pour recevoir les signaux et pour déterminer le paramètre, à partir d'une comparaison entre les signaux.
Système de détermination d’un paramètre de localisation, procédé de détermination, ensemble d’usinage et méthode d’usinage associés
La présente invention concerne un système de détermination d’au moins un paramètre de localisation d’un premier élément de structure positionné derrière une surface opaque d’un deuxième élément de structure.
Le système s’applique en particulier (mais pas uniquement) à la localisation d’éléments de structure d’un aéronef par exemple d’éléments de structure d’une voilure d’un aéronef, en vue de leur assemblage.
Une voilure comprend notamment un ensemble de longerons, destinés à être fixés au fuselage de l’aéronef et un ensemble de nervures fixées transversalement aux longerons et supportant les revêtements extérieurs de la voilure.
Le premier élément de structure est ainsi par exemple une nervure et le deuxième élément de structure est par exemple un revêtement extérieur d’une voilure.
L’assemblage du premier élément de structure au deuxième élément de structure requiert des opérations d’usinage, et en particulier de perçage, afin de fixer le premier élément sur le deuxième élément. II est ainsi nécessaire de percer le deuxième élément au droit du premier élément. Le premier élément de structure étant masqué par le deuxième, cette opération de perçage requiert la localisation à l’aveugle du premier élément derrière le deuxième.
Cette localisation est complexe et critique, les problèmes d’alignement pouvant pénaliser fortement le temps de cycle de production et entraîner des réparations consommatrices de temps.
Pour résoudre ces problèmes, il a été proposé de rapporter des cibles aimantées sur le premier élément de structure. Ces cibles sont par exemple disposées soit dans des alésages du premier élément de structure préalablement réalisées soit dans des outillages maintenant en place ce premier élément de structure. Les cibles sont alors détectées au moyen d’un dispositif de détection dédié, ce qui permet à l’opérateur de localiser le premier élément et de percer le deuxième élément de structure en conséquence.
Néanmoins cette solution ne donne pas entière satisfaction.
Les cibles doivent en effet être intégrées au premier élément de structure et nécessitent ainsi, pour être positionnées, qu’il soit possible d’accéder au premier élément de structure, localisé derrière le deuxième élément de structure. Le positionnement des cibles requiert en outre soit un alésage préalable du premier élément de structure soit un outillage adapté.
Par ailleurs, les cibles rapportées requièrent un suivi et un maintien en conditions opérationnelles de leur aimantation. Les cibles peuvent de plus interférer les unes avec les autres, par exemple lorsqu'elles sont proches, notamment en extrémité d’un des éléments de structure. Enfin, elles constituent un coût supplémentaire et leurs mises en place ne sont pas totalement assurées.
Un but de l’invention est donc de fournir un système de détermination d’un paramètre de localisation d’un premier élément de structure positionné derrière une surface opaque d’un deuxième élément de structure qui permette de résoudre les problèmes mentionnés ci-dessus, en particulier un système de détermination permettant de localiser le premier élément de structure de manière fiable et précise, sans nécessiter le positionnement de cibles rapportées.
A cette fin, l’invention a pour objet un système de détermination du type précité, caractérisé en ce qu’il comprend :
- une sonde, destinée à être positionnée successivement en au moins une première et une deuxième positions données au droit de la surface opaque, la sonde comprenant :
• un générateur configuré pour générer un flux magnétique inducteur variable à travers ladite surface opaque du deuxième élément de structure, et • un capteur configuré pour détecter un flux magnétique induit par le deuxième élément de structure, ou par le deuxième élément de structure et le premier élément de structure, en chacune des première et deuxième positions données, et pour générer un premier et un deuxième signaux électriques représentatif dudit flux magnétique induit à la première et à la deuxième positions données respectivement,
- un dispositif de traitement, configuré pour recevoir lesdits premier et deuxième signaux électriques et pour déterminer, à partir d’une comparaison entre les premier et deuxième signaux électriques, ledit paramètre de localisation à au moins une des première et deuxième positions données.
Suivant des modes particuliers de réalisation, le système de détermination comporte l’une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles :
- ledit deuxième élément de structure comprenant une portion de recouvrement, constituée de la portion du deuxième élément de structure au droit de laquelle est localisé ledit premier élément de structure, et une portion de non-recouvrement, complémentaire à ladite portion de recouvrement, le dispositif de traitement est configuré pour déterminer, à partir de la comparaison entre les premier et deuxième signaux électriques, si au moins une des première et deuxième positions est située au droit de la portion de recouvrement, au moins un des premier et deuxième signaux électriques étant alors représentatif d’un flux magnétique induit par le deuxième élément de structure et le premier élément de structure, ou au droit de la portion de non-recouvrement, au moins un des premier et deuxième signaux électriques étant alors représentatif d’un flux magnétique induit par le deuxième élément de structure ;
- le système de détermination comporte en outre un dispositif de déplacement, configuré pour déplacer la sonde le long d’une trajectoire au droit de la surface opaque entre au moins ladite première position donnée et ladite deuxième position donnée ;
- le générateur est configuré pour générer un flux magnétique inducteur variable à travers ladite surface opaque du deuxième élément de structure en une pluralité de positions de la sonde lors du déplacement le long de ladite trajectoire, le capteur est configuré pour détecter un flux magnétique induit par le deuxième élément de structure, ou par le deuxième élément de structure et le premier élément de structure, en chacune de ladite pluralité de positions, et pour générer un signal électrique représentatif du flux magnétique induit en chacune de la pluralité de positions, ledit dispositif de traitement est configuré pour déterminer, en chacune de la pluralité de positions, à partir d’une évolution du signal électrique lors du déplacement, si cette position est située au droit de la portion de recouvrement ou au droit de la portion de non-recouvrement ;
- le ou chaque paramètre de localisation est choisi dans le groupe consistant en un paramètre représentatif d'une présence ou d’une absence du premier élément de structure au droit de la sonde, et en cas de présence, en une distance entre ledit premier élément de structure et ledit deuxième élément de structure au droit de ia sonde, dans la position donnée ;
- le générateur comprend au moins une bobine émettrice, configurée pour générer le flux magnétique inducteur variable, et le capteur comprend au moins une bobine réceptrice, configurée pour détecter le flux magnétique induit et pour générer le signal électrique représentatif du flux magnétique induit ;
- la bobine émettrice et la bobine réceptrice sont coaxiales, et la sonde comprend en outre un noyau ferromagnétique, de préférence réalisé en fer doux, la bobine émettrice et la bobine réceptrice étant enroulées autour du noyau ferromagnétique ;
- le noyau ferromagnétique délimite un alésage axial ;
- le générateur comprend au moins une bobine émettrice, configurée pour générer le flux magnétique inducteur variable, et le capteur comprend au moins une magnétorésistance géante réceptrice, configurée pour détecter le flux magnétique et pour générer un signal électrique représentatif du flux magnétique ;
- le générateur comprend une unique bobine émettrice ;
- le générateur comprend une première bobine émettrice ayant un premier axe et une deuxième bobine d’émettrice ayant un deuxième axe distinct du premier axe ;
- les bobines émettrices sont configurées pour fonctionner dans une configuration de flux additif, dans laquelle les flux magnétiques inducteurs générés par les bobines du générateur sont générés selon un même sens, ou dans une configuration de flux soustractif, dans laquelle les flux magnétiques inducteurs générés par les bobines du générateur sont générés selon des sens opposés ;
- le capteur comprend une unique bobine réceptrice ;
- le capteur comprend une unique magnéto-résistance géante réceptrice ;
- le capteur comprend une pluralité de magnéto-résistances géantes ;
- le capteur comprend une première magnéto-résistance géante et une deuxième magnéto-résistance géante ;
- le capteur comprend une première, une deuxième et une troisième magnétorésistances géantes, et ;
- le générateur comprend une première bobine émettrice ayant un premier axe et une deuxième bobine d’émettrice ayant un deuxième axe distinct du premier axe, le capteur comprend une première, une deuxième et une troisième magnéto-résistances géantes, la première magnéto-résistance géante étant disposée dans un évidement de la première bobine émettrice le long du premier axe, la deuxième magnéto-résistance géante étant disposée dans un évidement de la deuxième bobine émettrice le long du deuxième axe et la troisième magnéto-résistance géante étant disposée entre la première et la deuxième bobines émettrices ;
- le capteur présente un mode de fonctionnement absolu, dans lequel seule une magnéto-résistance géante génère le signal électrique représentatif du flux magnétique induit, et un mode de fonctionnement différentiel, dans lequel deux magnéto-résistances géantes génèrent chacune un signal électrique représentatif du flux magnétique perçu par chacune des magnéto-résistances géantes, ces signaux étant soustraits pour générer le signal électrique représentatif du flux magnétique induit.
L’invention a également pour objet un ensemble d’usinage comprenant :
- un système de détermination tel que défini ci-dessus, et
- un dispositif d’usinage destiné à réaliser une opération d’usinage.
Selon un mode de réalisation, l’ensemble d’usinage présente la caractéristique optionnelle suivante : le système de détermination est tel que défini ci-dessus, et le dispositif d’usinage est un dispositif de perçage comportant un outil coupant reçu dans l’alésage axial du noyau ferromagnétique, la sonde délimitant un alésage radial traversant.
L'invention concerne aussi un procédé de détermination d’au moins un paramètre de localisation d’un premier élément de structure positionné derrière une surface opaque d’un deuxième élément de structure, comprenant les étapes suivantes :
- fourniture d’un système de détermination tel que défini ci-dessus ;
- positionnement de la sonde en au moins une première position donnée au droit de la surface opaque ;
- génération, par le générateur, à ladite première position donnée, d’un flux magnétique inducteur variable à travers ladite surface opaque du deuxième élément de structure ;
- détection, par le capteur, d'un flux magnétique induit par le deuxième élément de structure ou par le deuxième élément de structure et le premier élément de structure à ladite première position donnée ;
- génération, par le capteur, d’un signal électrique représentatif dudit flux magnétique induit ;
- réception du signal électrique représentatif par le dispositif de traitement ;
- déplacement de la sonde en au moins une deuxième position donnée au droit de la surface opaque ;
- répétition, à ladite deuxième position donnée, des étapes de génération d’un flux magnétique inducteur variable, de détection d’un flux magnétique induit, de génération d’un signal électrique représentatif dudit flux magnétique induit, et de réception du signal électrique représentatif par le dispositif de traitement; et,
- détermination par le dispositif de traitement, à partir des signaux électriques représentatif dudit flux magnétique induit auxdites première et deuxième positions données, du ou de chaque paramètre de localisation à au moins une desdites première et deuxième positions données.
Selon un mode de réalisation, le procédé de détermination présente la caractéristique optionnelle suivante : le procédé comprend un déplacement de la sonde le long d’une trajectoire au droit de la surface opaque, et il comprend, en chaque position d’une pluralité de positions de la trajectoire de ladite sonde lors du déplacement, à partir d’une évolution du signal électrique lors du déplacement, la détermination du ou de chaque paramètre de localisation à ladite position.
L’invention concerne de plus une méthode d’usinage d’un premier élément de structure positionné derrière une surface opaque d’un deuxième élément de structure, comprenant les étapes suivantes :
- fourniture d’un ensemble d’usinage tel que défini ci-dessus, dans lequel le paramètre de localisation est représentatif d’une présence ou d’une absence du premier élément de structure au droit de la sonde dans une position donnée ;
- positionnement de la sonde en au moins une première position donnée au droit de la surface opaque ;
- déplacement de la sonde le long d’une trajectoire au droit de la surface opaque ;
- en chacune d’une pluralité de positions de la trajectoire :
- génération, par le générateur, à ladite position, d’un flux magnétique inducteur variable à travers ladite surface opaque du deuxième élément de structure, à ladite position ;
- détection, par le capteur, d’un flux magnétique induit par le deuxième élément de structure ou par le deuxième élément de structure et le premier élément de structure ;
- génération, par le capteur, d’un signal électrique représentatif dudit flux magnétique induit ;
- réception du signal électrique représentatif par le dispositif de traitement ;
- détermination par le dispositif de traitement, à partir des signaux électriques reçus en chacune desdites positions, du paramètre de localisation auxdites positions ;
- positionnement dudit dispositif d’usinage au droit d’une position cible, la position cible étant choisie en fonction des paramètres de localisation auxdites positions, et ;
- réalisation d’une opération d’usinage du premier élément de structure au deuxième élément de structure par le dispositif d’usinage à ladite position cible.
L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple et faite en se référant aux dessins suivants, sur lesquels :
- la figure 1 est une vue schématique de côté d’un système de détermination selon l’invention ;
- la figure 2 est un schéma synoptique du système de détermination de la figure 1 ;
- la figure 3 est une vue éclatée d'un système de détermination comprenant une sonde selon un premier mode de réalisation ;
- la figure 4 est une vue schématique en coupe de la sonde du système de détermination de la figure 3 ;
- les figures 5 à 7 sont des vues schématiques en coupe de variantes d’une sonde selon un deuxième mode de réalisation ;
- la figure 8 est une vue schématique en coupe d’un ensemble d’usinage comprenant un système de détermination comportant une variante d’une sonde selon un deuxième mode de réalisation, l’outil coupant étant représenté en traits mixtes ;
- la figure 9 est une vue de dessus de l’ensemble d'usinage de la figure 8 ;
- la figure 10 est une vue schématique en coupe d’un ensemble d’usinage selon l’invention.
Les figures 1 et 2 illustrent un système de détermination 10 d’au moins un paramètre de localisation d’un premier élément de structure 12 positionné derrière une surface opaque 14 d’un deuxième élément de structure 16.
Le premier élément de structure 12 et le deuxième élément de structure 16 sont visibles sur la figure 1.
Le premier élément de structure 12 et le deuxième élément de structure 16 sont par exemple des éléments d’une structure aéronautique et/ou spatiale.
Le premier élément de structure 12 est typiquement un élément destiné à être fixé sur le deuxième élément de structure 16.
Le premier élément de structure 12 est par exemple un raidisseur, une nervure, ou un longeron.
Le premier élément de structure 12 est par exemple réalisé en alliage d’aluminium, de titane, ou en tout autre matériau suffisamment conducteur.
Le deuxième élément de structure 16 est par exemple un revêtement extérieur d'un aéronef, tel qu’une voilure, un élevon, un empennage, une dérive, un fuselage, etc.
Le deuxième élément de structure 16 présente par exemple un profil courbé.
Le deuxième élément de structure 16 comprend une portion de recouvrement 18.
La portion de recouvrement 18 est constituée de la portion du deuxième élément de structure 16 au droit de laquelle est localisé le premier élément de structure 12. En d’autres termes, la portion de recouvrement 18 est constituée de la portion du deuxième élément de structure 16 sur laquelle est projeté orthogonalement le premier élément de structure 12 par rapport à la surface du deuxième élément 16 en regard du premier élément 12.
Le deuxième élément de structure 16 comprend également une portion de nonrecouvrement 20, complémentaire à la portion de recouvrement 18.
Le deuxième élément de structure 16 est par exemple réalisé en alliage d’aluminium ou en un matériau composite.
Le système de détermination 10 est configuré pour déterminer au moins un paramètre de localisation du premier élément de structure 12 positionné derrière la surface opaque 14 du deuxième élément de structure 16.
Par « paramètre de localisation », on entend un paramètre représentatif de la topologie de l’ensemble formé par le premier et le deuxième élément de structure, ou par le seul deuxième élément de structure, en une position donnée le long de la surface opaque du deuxième élément de structure 16.
Le système de détermination 10 comprend une sonde 21, un système de mesure de la position 22 (voir figure 2), et un dispositif de traitement 23.
La sonde 21 est destinée à être positionnée au droit de la surface opaque 14 du deuxième élément de structure 16.
La sonde 21 comprend un générateur 24 configuré pour générer un flux magnétique inducteur variable à travers la surface opaque 14 du deuxième élément de structure 16.
Le générateur 24 comprend à cette fin au moins une bobine émettrice 25, configurée pour générer le flux magnétique inducteur variable.
Plus précisément, chaque bobine émettrice 25, lorsqu’elle est parcourue par un courant pilote, est propre à générer un champ magnétique inducteur puis un flux inducteur. Ce flux inducteur est propre à générer dans les éléments de structure 12, 16 des courants induits qui vont créer un champ magnétique secondaire, s'opposant au champ magnétique inducteur, et par conséquent un flux induit. À l’arrêt, sans modification du courant pilote, un équilibre des flux et champs s’établit.
La sonde 21 comporte en outre un capteur 26 configuré pour détecter un flux magnétique induit par le deuxième élément de structure 16, ou par le deuxième élément de structure 16 et le premier élément de structure 12, en fonction de la position de la sonde 21 au droit de la surface opaque 14, et pour générer un signal électrique représentatif du flux magnétique induit à chaque position de la sonde 21.
Lors d’un déplacement de la sonde 21 devant le deuxième élément de structure 16, le capteur 26 est sensible aux variations associées du flux total constitué du flux inducteur généré par le générateur 24 et des flux induits par les éléments de structure 12, 16 et par conséquent aux mêmes variations du champ magnétique.
Par simplification, on ne fera référence dans la suite qu’à la notion de flux magnétique, et non à la notion de champ.
Le flux magnétique induit varie en fonction de la présence ou non du premier élément de structure 12 au droit de la sonde 21, de l’épaisseur du deuxième élément de structure 16 et de la distance entre le premier élément de structure 12 et le deuxième élément de structure 16.
Le flux magnétique induit dépend également de la conductivité des premier et deuxième éléments de structure 12, 16, et de la fréquence du flux magnétique inducteur variable.
En particulier, lorsque la position de la sonde 21 est située au droit de la portion de recouvrement 18, le signal électrique généré par le capteur 26 est représentatif d’un flux magnétique induit par le deuxième élément de structure 16 et le premier élément de structure 12. Lorsque la sonde 21 est située au droit de la portion de non-recouvrement 20, le signal électrique généré par le capteur 26 est représentatif d’un flux magnétique induit par le seul deuxième élément de structure 16.
Afin de déterminer la topologie de l’ensemble formé par le premier et le deuxième élément de structure, la sonde 21 est propre à être déplacée au droit de la surface opaque 14, en particulier à être positionnée successivement en au moins une première et une deuxième positions données au droit de la surface opaque 14.
Le capteur 26 est configuré pour détecter un flux magnétique induit par le deuxième élément de structure 16, ou par le deuxième élément de structure 16 et le premier élément de structure 12, en chacune des première et deuxième positions données, et pour générer un premier et un deuxième signaux électriques représentatifs du flux magnétique induit à la première et à la deuxième positions données respectivement.
Ainsi, une comparaison des premier et deuxième signaux électriques est représentative d’une évolution du paramètre de localisation entre les première et deuxième positions.
De préférence, le système de détermination 10 comporte un corps 27 de sonde dans lequel la sonde 21 est reçue. La sonde 21 est par exemple raccordée au corps 27 de sonde via une collerette souple.
Cette collerette souple est configurée pour permettre de maintenir entre la sonde 21 et la surface opaque 14 soit un contact permanent, soit une distance constante. Cette distance constante est par exemple inférieure ou égale à 1 mm, avantageusement inférieure ou égale à 0,7 mm, et de préférence inférieure ou égale à 0,5 mm.
En variante ou en complément, la distance constante est assurée par un film de matériau non conducteur (diélectrique) d’épaisseur constante, anti-usure qui assure aussi une protection contre l'usure de la sonde 21.
Le système de mesure de la position 22 est configuré pour mesurer une position à laquelle se situe la sonde 21 au droit de la surface opaque 14.
Le système de mesure de la position 22 est configuré pour produire un signal de position représentatif de la position à laquelle se situe la sonde 21 sur la surface opaque
14, par rapport à une position de référence, par exemple par rapport au deuxième élément de structure 16.
Le dispositif de traitement 23, illustré sur la figure 2, est connecté à la sonde 21 et au système de mesure de la position 22.
Le dispositif de traitement 23 est configuré pour commander la sonde 21 et pour traiter les signaux électriques issus de la sonde 21 pour en déduire le ou les paramètre(s) de localisation.
Le dispositif de traitement 23 est en particulier configuré pour recevoir les premier et deuxième signaux électriques représentatifs du flux magnétique induit à la première et à la deuxième positions données respectivement.
Le dispositif de traitement 23 est en outre configuré pour déterminer, à partir d'une comparaison entre les premier et deuxième signaux électriques, ie paramètre de localisation à au moins une des première et deuxième positions données.
Le dispositif de traitement 23 est avantageusement configuré pour associer le signal de position représentatif d’une position donnée de la sonde 21 sur la surface opaque 14 avec le paramètre de localisation à la position donnée.
Le dispositif de traitement 23 est configuré pour fournir un signal représentatif du paramètre de localisation à la position de la sonde 21 sur ia surface opaque 14.
Le dispositif de traitement 23 comprend typiquement un générateur de courant 28, un connecteur 29 du dispositif de traitement 23 à la sonde 21, et un amplificateur 30 du signal électrique généré par la sonde 21.
Le connecteur 29 est destiné à connecter ia sonde 21 au dispositif de traitement 23. Le connecteur 29 comprend par exemple, une liaison filaire. De préférence, le connecteur 29 traverse le corps 27 de sonde.
Le connecteur 29 est par exemple un connecteur multiplexeur.
En variante, le connecteur 29 comprend un dispositif assurant une liaison sans fil.
Le générateur de courant 28 est connecté à la sonde 21.
Le générateur de courant 28 est configuré pour fournir un courant à la sonde 21, présentant au moins une amplitude et une fréquence prédéterminées.
L’amplificateur 30 est avantageusement un amplificateur à détection synchrone, accordé sur la fréquence du courant généré par le générateur de courant 28.
Le dispositif de traitement 23 comporte en outre typiquement un processeur 31a et une mémoire 31b comportant un programme 31c exécutable par le processeur 31a.
Le processeur 31a est connecté au générateur de courant 28, à l’amplificateur 30 et au système de mesure de la position 22.
Le programme 31c est configuré pour déterminer, à partir du signal électrique généré par le capteur 26, le paramètre de localisation à la position donnée.
Le processeur 31a est configuré pour fournir un signal représentatif du paramètre de localisation à la position de la sonde 21.
En variante, le dispositif de traitement 23 comprend, à la place du processeur 31a, de la mémoire 31b, et du programme 31c, un composant logique programmable ou un circuit électronique dédié.
Le dispositif de traitement 23 est plus précisément configuré pour déterminer, à partir de la comparaison entre les premier et deuxième signaux électriques, si au moins une des première et deuxième positions est située au droit de la portion de recouvrement 18, au moins un des premier et deuxième signaux électriques étant alors représentatif d’un flux magnétique induit par le deuxième élément de structure 16 et le premier élément de structure 12.
De plus, le dispositif de traitement 23 est configuré pour déterminer, à partir de la comparaison entre les premier et deuxième signaux électriques, si au moins une des première et deuxième positions est située au droit de la portion de non recouvrement 20, au moins un des premier et deuxième signaux électriques étant alors représentatif d’un flux magnétique induit par le deuxième élément de structure 16, et non un flux magnétique induit par les deux éléments de structure 12, 16.
Le dispositif de traitement 23 est avantageusement configuré pour déterminer plusieurs paramètres de localisation.
Le ou chaque paramètre de localisation du premier élément de structure 12 par rapport au deuxième élément de structure 16 est choisi dans le groupe consistant en un paramètre représentatif d’une présence ou d’une absence du premier élément de structure 12 au droit de la sonde 21, dans une position donnée et, en cas de présence, une distance entre le premier élément de structure 12 et le deuxième élément de structure 16 au droit de la sonde 21.
Avantageusement, le système de détermination 10 comporte en outre un dispositif de déplacement 32 (figure 2), configuré pour déplacer la sonde 21 le long d’une trajectoire au droit de la surface opaque 14 et perpendiculaire à la génératrice de l’élément de structure 12. Dans un tel mode de réalisation, le système de mesure de la position 22 est par exemple porté par le dispositif de déplacement 32.
En variante, le déplacement est manuel et réalisé par un opérateur. Le système de détermination 10 est alors dépourvu de dispositif de déplacement 32. Dans une telle variante, le système de mesure de la position 22 est porté par la sonde 21.
La trajectoire de la sonde 21 est typiquement une trajectoire rectiligne linéaire.
Lors du déplacement de la sonde 21 le long de cette trajectoire, le capteur 26 de la sonde 21 est configuré pour détecter un flux magnétique induit par le deuxième élément de structure 16 ou par le deuxième élément de structure 16 et le premier élément de structure 12, en chaque position d’une pluralité de positions de cette trajectoire. Le capteur 26 est également configuré pour générer en chacune de ces positions un signal électrique représentatif du flux magnétique induit.
Le dispositif de traitement 23 est alors apte à déterminer, en chacune de ces positions, à partir du signal de position et du signal électrique reçu du capteur 26 en cette position ou à partir d’une évolution du signal électrique lors du déplacement, le ou chaque paramètre de localisation à cette position.
En particulier, le dispositif de traitement 23 est configuré pour déterminer, en chaque position de la pluralité de positions lors du déplacement, à partir d’une évolution du signal électrique lors du déplacement, si cette position est située au droit de la portion de recouvrement 18 ou au droit de la portion de non-recouvrement 20.
On a illustré, sur les figures 3 et 4, une sonde 21a selon un premier mode de réalisation. Sur ces figures, le reste du système de détermination 10 a été omis pour des raisons de clarté.
Comme décrit ci-dessus, la sonde 21a comprend un générateur 33 configuré pour générer un flux magnétique inducteur variable et un capteur 34 configuré pour détecter un flux magnétique. La sonde 21a comporte en outre un noyau ferromagnétique 36 (figure 4)·
Le générateur 33 comprend au moins une bobine émettrice 38, configurée pour générer le flux magnétique inducteur variable.
Dans un mode de réalisation non représenté, le générateur 33 comprend deux bobines émettrices 38. Les bobines émettrices 38 sont par exemple configurées pour fonctionner en configuration de flux additif, dans laquelle les flux magnétiques inducteurs générés par les bobines émettrices 38 sont générés selon un même sens. En variante, les bobines émettrices 38 sont configurées pour fonctionner en configuration de flux soustractif, dans laquelle les flux magnétiques inducteurs générés par les bobines émettrices 38 sont générés selon des sens opposés.
Le générateur 33, et en particulier chaque bobine émettrice 38, sont alimentés par le générateur de courant 28.
Le capteur 34 comprend au moins une bobine réceptrice 40, configurée pour détecter le flux magnétique induit et pour générer le signal électrique représentatif du flux magnétique induit. Dans un mode de réalisation non représenté, le capteur 34 comprend deux bobines réceptrices 40.
En particulier, chaque bobine réceptrice 40 présente une impédance qui varie en fonction du flux magnétique induit. Le signal électrique généré par le capteur 34 est représentatif de la variation de l’impédance de chaque bobine réceptrice 40.
Dans le mode de réalisation de la figure 4, la sonde 21a comprend une bobine émettrice 38 et une bobine réceptrice 40.
La bobine émettrice 38 et la bobine réceptrice 40 sont avantageusement coaxiales suivant un axe principal A.
La bobine émettrice 38 et la bobine réceptrice 40 sont enroulées autour du noyau ferromagnétique 36.
La taille de ces bobines émettrices 38 et réceptrices 40 est optimisée en fonction de l’épaisseur du deuxième élément de structure 16 et de la dimension de la portion de recouvrement 18. Avantageusement le diamètre des bobines est égal à la largeur de la portion de recouvrement 18.
Le noyau ferromagnétique 36 est par exemple réalisé en fer doux.
Avantageusement, le noyau ferromagnétique 36 délimite un alésage axial 42. Le système de détermination 10 comprend alors de préférence un tube de protection 44 reçu dans l’alésage axial 42, illustré sur la figure 3.
Le générateur 33, le capteur 34 et le noyau ferromagnétique 36 sont, dans l’exemple représenté, assemblés tels qu’ils présentent chacun respectivement un bord distal 46, 48, 50 affleurant sensiblement au même niveau suivant l’axe principal A. L’ensemble de ces bords distaux 46, 48, 50 définit un bord de contact 52 de la sonde 21a destiné à être mis en contact avec la surface opaque 14 du deuxième élément de structure 16, notamment lors du déplacement de la sonde 21a le long de la trajectoire au droit de la surface opaque 14.
La sonde 21a comprend de préférence un alésage radial, non représenté, traversant le capteur 34, le générateur 33, le noyau ferromagnétique 36 et le tube de protection 44. Cet alésage radial est destiné à permettre une évacuation de chute de matière, notamment lors d’un perçage à travers l’alésage axial 42, comme décrit ci-après.
Le système de détermination 10 comportant un capteur 34 selon ce premier mode de réalisation est particulièrement adapté pour déterminer le paramètre de localisation lorsque la distance entre le premier élément de structure 12 et ie deuxième élément de structure 16 au droit de la sonde 21a est inférieure à quelques mm.
Le paramètre de distance permet de détecter par exemple un jeu d’assemblage entre le premier élément de structure 12 et le deuxième élément de structure 16, et de déterminer si ce jeu est acceptable par rapport à des tolérances de fabrication données. Les tolérances acceptables de jeu d’assemblage étant généralement de l’ordre de quelques dixièmes de mm, le système de détermination 10 est particulièrement adapté pour déterminer si le jeu d’assemblage entre le premier élément 12 et le deuxième élément 16 est acceptable ou non.
De plus, un tel système de détermination 10 comportant un capteur 34 selon le premier mode de réalisation est avantageusement configuré pour déterminer le ou chaque paramètre de localisation, pour une épaisseur du deuxième élément de structure 16 allant jusqu’à au moins 12 mm.
Une sonde 21b selon un deuxième mode de réalisation va maintenant être décrite en référence aux figures 5 à 9.
Dans ce mode de réalisation, la sonde 21b comprend un générateur 60 configuré pour générer un flux magnétique inducteur variable et un capteur 61 configuré pour détecter un flux magnétique.
Le générateur 60 comprend au moins une bobine émettrice 62, ayant un axe 63, configurée pour générer le flux magnétique inducteur variable.
Le capteur 61 comprend au moins une magnéto-résistance géante réceptrice 68, configurée pour détecter le flux magnétique induit et pour générer le signal électrique représentatif du flux magnétique induit.
Dans le mode de réalisation de la figure 5, le générateur 60 comprend une unique bobine émettrice 62, ayant un axe 63.
Dans les modes de réalisation des figures 6 à 9, le générateur 60 comprend une première bobine émettrice 62 ayant un premier axe 63 et une deuxième bobine d’émettrice 64 ayant un deuxième axe 66 distinct du premier axe 63.
Le premier axe 63 et le deuxième axe 66 sont parallèles l’un à l’autre et distincts l’un de l’autre.
Chaque bobine 62, 64 du générateur 60 est configurée pour générer un flux magnétique inducteur variable. La somme des flux magnétiques générés par chaque bobine 62, 64 du générateur 60 correspond au flux magnétique inducteur variable généré par le générateur 60.
Les bobines 62, 64 du générateur 60 sont par exemple configurées pour fonctionner en configuration de flux additif. Dans une telle configuration, les flux magnétiques inducteurs générés par les bobines 62, 64 du générateur 60 sont générés selon un même sens.
En variante, les bobines 62, 64 du générateur 60 sont configurées pour fonctionner en configuration de flux soustractif. Dans une telle configuration, les flux magnétiques inducteurs générés par les bobines 62, 64 du générateur 60 sont générés selon des sens opposés.
Dans les modes de réalisation des figures 5 et 6, le capteur 61 comprend une unique magnéto-résistance géante réceptrice 68, configurée pour détecter le flux magnétique induit et pour générer le signal électrique représentatif du flux magnétique induit.
Lorsque le générateur 60 comprend une unique bobine émettrice 62, ayant un axe 63, comme illustré sur la figure 5, la magnéto-résistance géante 68 est disposée dans un évidement de la bobine émettrice 62 le long de l’axe 63.
En variante, lorsque le générateur 60 comprend une première bobine émettrice 62 et une deuxième bobine d’émettrice 64, comme illustré sur la figure 6, la magnétorésistance géante 68 est disposée dans un évidement délimité entre la première et la deuxième bobines émettrices 62, 64.
Dans le mode de réalisation des figures 7 à 9, le capteur 61 comprend une pluralité de magnéto-résistances géantes.
Le connecteur 29 est alors connecté à chaque magnéto-résistance géante et est configuré pour autoriser ou interdire une communication de chaque magnéto-résistance géante au dispositif de traitement 23.
Le capteur 61 présente un mode de fonctionnement absolu et un mode de fonctionnement différentiel.
Dans le mode de fonctionnement absolu, seule une magnéto-résistance géante parmi les magnéto-résistances géantes 68, 70 génère le signal électrique représentatif du flux magnétique induit.
Plus précisément, dans le mode de fonctionnement absolu, le connecteur 29 n’autorise la communication qu’entre une seule magnéto-résistance géante et le dispositif de traitement 23.
Dans le mode de fonctionnement différentiel, deux magnéto-résistances géantes génèrent chacune un signal électrique représentatif du flux magnétique perçu par chacune des magnéto-résistances géantes, ces signaux étant soustraits pour générer le signal électrique représentatif du flux magnétique induit.
Plus précisément, dans le mode de fonctionnement différentiel, le connecteur 29 autorise la communication entre deux magnéto-résistances géantes et le dispositif de traitement 23.
Le mode différentiel permet de supprimer le bruit associé aux mesures des magnéto-résistances géantes dans le signal électrique représentatif du flux magnétique induit.
Dans le mode de réalisation de la figure 7, le capteur 61 comprend une première magnéto-résistance géante 68 et une deuxième magnéto-résistance géante 70. La première magnéto-résistance géante 68 est disposée dans un évidement de la première bobine émettrice 62 le long du premier axe 63.
La deuxième magnéto-résistance géante 70 est disposée dans un évidement de la deuxième bobine émettrice 64 le long du deuxième axe 66.
Dans le mode de réalisation des figures 8 et 9, le capteur 61 comprend une première 68, une deuxième 70 et une troisième 72 magnéto-résistances géantes.
La première magnéto-résistance géante 68 est disposée dans un évidement de la première bobine émettrice 62 le long du premier axe 63.
La deuxième magnéto-résistance géante 70 est disposée dans un évidement de la deuxième bobine émettrice 64 le long du deuxième axe 66.
La troisième magnéto-résistance géante 72 est disposée entre la première et la deuxième bobines émettrices 62, 64.
Le deuxième mode de réalisation de la sonde 21b, illustré sur les figures 5 à 9, comprend un capteur 61 plus sensible que le premier mode de réalisation de la sonde 21a et permet des déterminations plus précises et pour de plus grandes plages de valeurs du ou de chaque paramètre de localisation.
En particulier, le système de détermination 10 comportant un capteur 61 selon ce deuxième mode de réalisation est avantageusement configuré pour déterminer ie paramètre de localisation, pour une distance entre le premier élément de structure 12 et le deuxième élément de structure 16 au droit de la sonde 21b inférieure à quelques mm.
De plus, un tel système de détermination 10 comportant ia sonde 21b selon le deuxième mode de réalisation est avantageusement configuré pour déterminer le ou chaque paramètre de localisation, pour une épaisseur du deuxième élément de structure 16 allant jusqu’à au moins 20 mm.
Un procédé de détermination d’au moins un paramètre de localisation d’un premier élément de structure 12 positionné derrière une surface opaque 14 d’un deuxième élément de structure 16, au moyen d’un système de détermination 10 selon l’invention va maintenant être décrit.
Le procédé de détermination comprend la fourniture du système de détermination 10, et la fourniture du premier et du deuxième éléments de structure 12, 16.
Le premier élément de structure 12 est positionné à proximité d’une surface du deuxième élément 16 opposée à la surface opaque 14.
La sonde 21, notamment la sonde 21a ou 21b, est positionnée en une première position donnée au droit de la surface opaque 14 du deuxième élément de structure 16. Pour cela, un opérateur ou le dispositif de déplacement 32 déplace la sonde 21.
Au cours du procédé, le système de mesure de la position 22 mesure la position à laquelle se situe la sonde 21 sur la surface opaque 14, et génère un signal de position représentatif de cette position. Le dispositif de traitement 23 reçoit le signal de position.
A la première position donnée de la sonde 21, le générateur 24 génère un flux magnétique inducteur variable à travers la surface opaque 14.
A cette même première position donnée, le capteur 26 détecte alors le flux magnétique induit. Ce flux est induit par le deuxième élément de structure 16 si cette position donnée est située au droit de la portion de recouvrement 18, ou par le deuxième élément de structure 16 et le premier élément de structure 12, si cette position est située au droit de la portion de non-recouvrement 20.
Le capteur 26 génère ensuite un signal électrique représentatif du flux magnétique induit. Ce signal électrique est reçu par le dispositif de traitement 23.
Le procédé de détermination comporte un déplacement de la sonde 21 le long d’une trajectoire au droit de la surface opaque 14. Par exemple, la sonde 21 est déplacée en au moins une deuxième position donnée au droit de la surface opaque 14.
Les étapes précédentes sont alors répétées pour chaque position d’une pluralité de positions de la trajectoire de la sonde 21 lors du déplacement. En particulier, les étapes de génération d’un flux magnétique inducteur variable, de détection d’un flux magnétique induit, de génération d’un signal électrique représentatif dudit flux magnétique induit, et de réception du signal électrique représentatif par le dispositif de traitement 23 sont répétées à la deuxième position donnée.
A partir de l’évolution du signal électrique lors du déplacement, en chaque position de la pluralité de positions de la trajectoire, le dispositif de traitement 23 détermine le ou chaque paramètre de localisation à cette position. En particulier, le dispositif de traitement 23 détermine, à partir des signaux électriques représentatif du flux magnétique induit aux première et deuxième positions données, le ou chaque paramètre de localisation à au moins une des première et deuxième positions données.
Le dispositif de traitement 23 associe le signal de position, généré par le système de mesure de la position 22, avec chaque paramètre de localisation.
Le dispositif de traitement 23 fournit alors un signal représentatif du paramètre de localisation à l'une des première et deuxième positions données.
Ce signal est par exemple fourni à une interface homme-machine non représentée pour permettre à un opérateur d’en prendre connaissance.
En particulier, le dispositif de traitement 23 détermine si au moins une des première et deuxième positions données est située au droit de la portion de recouvrement 18 ou au droit de la portion de non-recouvrement 20.
Un balayage de l’élément de structure 16 permet ainsi de déterminer la géométrie de la portion de recouvrement 18 pour ensuite identifier la position cible à laquelle on souhaite réaliser une opération de pointage et/ou de perçage et/ou d’alésage et/ou de rivetage (par exemple au centre ou aux bords de la portion de recouvrement 18).
Un opérateur est ainsi en mesure de localiser le premier élément de structure 12 à travers la surface opaque 14 du deuxième élément de structure 16.
Le système de détermination 10 selon l’invention est avantageusement utilisé dans un ensemble d’usinage 74 du premier élément de structure 12 au deuxième élément de structure 16.
Un tel ensemble d’usinage 74, illustré sur la figure 10, comprend le système de détermination 10 décrit plus haut, et un dispositif d’usinage 76 destiné à réaliser une opération d’usinage. L'opération d’usinage comprend par exemple une opération de pointage et/ou de perçage et/ou d’alésage et/ou de rivetage.
Sur la figure 10, seuls la sonde 21 du système de détermination 10 et le dispositif d’usinage 76 ont été représentés pour des raisons de clarté. La sonde 21 est ici la sonde 21a suivant le premier mode de réalisation. Dans l’exemple de la figure 10, le dispositif d’usinage 76 est un dispositif de perçage comportant un outil coupant 78 reçu dans l’alésage axial 42 du noyau ferromagnétique 36.
Lorsque l’outil coupant 78 est reçu dans l’alésage axial 42, le tube de protection 44 est interposé entre le noyau ferromagnétique 36 et l’outil coupant 78. Le tube de protection 44 protège ainsi le noyau ferromagnétique 36 de l’outil coupant 78.
L’outil coupant 78 est par exemple un foret.
L’alésage radial traversant le capteur 34, le générateur 33 et le noyau ferromagnétique 36 est alors destiné à évacuer des chutes de matériau provenant du premier ou du deuxième élément de structure 12, 16 lors d’opérations réalisées par l’ensemble d’usinage 74.
Un tel ensemble d’usinage 74 présente l’avantage de disposer l’outil coupant 78 à une position sensiblement égale à la position mesurée par la sonde 21a.
Dans la variante illustrée sur les figures 8 et 9, l’ensemble d’usinage 74 comprend un système de détermination 10 comportant une sonde 21b suivant ie deuxième mode de réalisation.
Comme illustré sur la figure 9, l’outil coupant 78 n’est alors plus reçu dans un alésage de la sonde 21b mais est disposé à l’écart de la sonde 21b.
L’outil coupant 78 présente une position réelle décalée par rapport à la position de la sonde 21b, en particulier, décalée par rapport à la ou chaque bobine émettrice et à la ou chaque magnéto-résistance géante. Un tel décalage est connu et renseigné dans le dispositif de traitement 23.
Le dispositif de traitement 23 est alors par exemple configuré pour prendre en compte ce décalage lors de la fourniture du signal représentatif du paramètre de localisation.
En variante, le dispositif d’usinage 76 est un dispositif de rivetage ou un dispositif de pointage.
Une méthode d'usinage mise en œuvre au moyen de l’ensemble d’usinage 74, illustré sur la figure 10, va maintenant être décrite.
Dans l'exemple de la figure 10, la sonde 21 est la sonde 21a suivant le premier mode de réalisation.
La méthode d’usinage comprend la fourniture de l’ensemble d’usinage 74 et la fourniture du premier et deuxième éléments 12, 16 de structure.
Le paramètre de localisation est ici représentatif d’une présence ou d’une absence du premier élément de structure 12 au droit de la sonde 21a dans une position donnée.
De manière similaire au procédé de détermination précédent, la sonde 21a est positionnée en une première position donnée au droit de la surface opaque 14 du deuxième élément de structure 16. Pour cela, un opérateur ou le dispositif de déplacement 32 déplace la sonde 21a.
Au cours de la méthode d’usinage, le système de mesure de la position 22 mesure la position à laquelle se situe la sonde 21a sur la surface opaque 14, et génère un signal de position représentatif de cette position. Le dispositif de traitement 23 reçoit le signal de position.
La méthode d’usinage comprend alors le déplacement de la sonde 21a le long d’une trajectoire, comportant une pluralité de positions, au droit de la surface opaque 14.
En chacune de la pluralité de positions de la trajectoire, le générateur 33 génère un flux magnétique inducteur variable à travers la surface opaque 14.
Le capteur 34 détecte alors le flux magnétique induit, ce flux étant induit par le deuxième élément de structure 16 ou par le deuxième élément de structure 16 et le premier élément de structure 12. Le capteur 34 génère ensuite un signal électrique représentatif du flux magnétique induit.
Ce signal électrique est reçu par le dispositif de traitement 23.
Le dispositif de traitement 23 détermine, à partir des signaux électriques en chacune des positions et du signal de position du système de mesure 22, le paramètre de localisation à ces positions.
La trajectoire de déplacement de la sonde 21a est par exemple telle qu’elle permet de déterminer la géométrie de la portion de recouvrement 18.
Le dispositif d’usinage 76 de l’ensemble d’usinage 74 est positionné au droit d’une position cible, la position cible étant choisie en fonction des paramètres de localisation des positions de la trajectoire. La position cible est par exemple sensiblement au centre ou aux bords de la portion de recouvrement 18.
L’ensemble d’usinage 74 réalise alors une opération d’usinage du premier élément de structure 12 au deuxième élément de structure 16 par le dispositif d’usinage 76, à la position cible.
Lorsque le dispositif d’usinage 76 est un dispositif de perçage, le procédé d'usinage comprend le perçage du deuxième élément de structure 16 et du premier élément de structure 12 par le dispositif de perçage.
En variante, la méthode d’usinage comprend une opération de rivetage ou de pointage, par le dispositif de rivetage ou le dispositif de pointage.
En variante, la sonde 21 de l’ensemble d’usinage 74 est la sonde 21b suivant le deuxième mode de réalisation. La position cible prend alors en compte le décalage entre la position réelle de l’outil coupant 78 et la position de la sonde 21b.
Le système de détermination 10 décrit est simple, robuste, peu coûteux et présente une bonne précision. II permet aussi des mesures rapides et une interprétation facile des mesures.
II s’adapte à tout matériau constituant le premier ou le deuxième élément de structure 12, 16. En particulier, il s’adapte aussi bien à un deuxième élément de structure 16 en alliage d’aluminium qu’en composite. De même, il s’adapte aussi bien à un premier élément de structure 12 en alliage d’aluminium qu’en alliage de titane.
Le système de détermination 10 nécessite uniquement un accès du côté de la surface opaque 14, le premier élément de structure 12 étant masqué. Ainsi, ce système de détermination 10 peut être utilisé même lorsqu'aucun accès au premier élément de structure 12 n’est possible.
De plus, le système de détermination 10 n’est pas sensible à l’épaisseur du premier élément de structure 12: le système de détermination 10 est ainsi apte à déterminer le paramètre de localisation, notamment la présence ou l’absence du premier élément de structure au droit de la sonde 21, quelle que soit l’épaisseur du premier élément de structure 12.
De plus, l’utilisation du système 10 de détermination, et le procédé de localisation selon l’invention ne nécessitent aucune préparation des deux éléments de structure 12,
16. En particulier, le procédé de localisation selon l’invention ne nécessite pas de positionner au préalable des cibles sur le premier élément de structure 12, et ne nécessite donc pas un alésage préalable de ce premier élément de structure 12.
En outre, le système de détermination 10 peut facilement être intégré à un ensemble d’usinage robotisé, permettant un pointage, un perçage, un alésage et/ou un rivetage du deuxième élément de structure 14 ou du premier et du deuxième élément de structure 12, 14 de manière automatique.
Les travaux menant à la présente invention ont bénéficié d'un soutien financier du septième programme-cadre de l'Union Européenne en vertu de la convention de subvention n°ACP2-GA-2012-314003.
Claims (15)
- REVENDICATIONS1, -Système de détermination (10) d’au moins un paramètre de localisation d’un premier élément de structure (12) positionné derrière une surface opaque (14) d’un deuxième élément de structure (16), caractérisé en ce qu’il comprend :- une sonde (21 ; 21a ; 21b), destinée à être positionnée successivement en au moins une première et une deuxième positions données au droit de la surface opaque (14), la sonde (21 ; 21a ; 21b) comprenant :• un générateur (24 ; 33 ; 60) configuré pour générer un flux magnétique inducteur variable à travers ladite surface opaque (14) du deuxième élément de structure (16), et • un capteur (26 ; 34 ; 61) configuré pour détecter un flux magnétique induit par le deuxième élément de structure (16), ou par le deuxième élément de structure (16) et le premier élément de structure (12), en chacune des première et deuxième positions données, et pour générer un premier et un deuxième signaux électriques représentatif dudit flux magnétique induit à la première et à la deuxième positions données respectivement,- un dispositif de traitement (23), configuré pour recevoir lesdits premier et deuxième signaux électriques et pour déterminer, à partir d’une comparaison entre les premier et deuxième signaux électriques, ledit paramètre de localisation à au moins une des première et deuxième positions données.
- 2, - Système de détermination (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que, ledit deuxième élément de structure (16) comprenant une portion de recouvrement (18), constituée de la portion du deuxième élément de structure (16) au droit de laquelle est localisé ledit premier élément de structure (12), et une portion de non-recouvrement (20), complémentaire à ladite portion de recouvrement (18), le dispositif de traitement (23) est configuré pour déterminer, à partir de la comparaison entre les premier et deuxième signaux électriques, si au moins une des première et deuxième positions est située au droit de la portion de recouvrement (18), au moins un des premier et deuxième signaux électriques étant alors représentatif d’un flux magnétique induit par le deuxième élément de structure (16) et le premier élément de structure (12), ou au droit de la portion de nonrecouvrement (20), au moins un des premier et deuxième signaux électriques étant alors représentatif d’un flux magnétique induit par le deuxième élément de structure (16).
- 3, - Système de détermination (10) selon l’une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu’il comporte en outre un dispositif de déplacement (32), configuré pour déplacer la sonde (21 ; 21a ; 21b) le long d’une trajectoire au droit de la surface opaque (14) entre au moins ladite première position donnée et ladite deuxième position donnée.
- 4. - Système de détermination (10) selon la revendication 3, caractérisé en ce que ;- le générateur (24 ; 33 ; 60) est configuré pour générer un flux magnétique inducteur variable à travers ladite surface opaque (14) du deuxième élément de structure (16) en une pluralité de positions de la sonde (21 ; 21a ; 21b) lors du déplacement le long de ladite trajectoire,- le capteur (26 ; 34 ; 61) est configuré pour détecter un flux magnétique induit par le deuxième élément de structure (16), ou par le deuxième élément de structure (16) et le premier élément de structure (12), en chacune de ladite pluralité de positions, et pour générer un signal électrique représentatif du flux magnétique induit en chacune de la pluralité de positions,- ledit dispositif de traitement (23) est configuré pour déterminer, en chacune de la pluralité de positions, à partir d’une évolution du signal électrique lors du déplacement, si cette position est située au droit de la portion de recouvrement (18) ou au droit de la portion de non-recouvrement (20).
- 5. - Système de détermination (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à4, caractérisé en ce que le ou chaque paramètre de localisation est choisi dans le groupe consistant en un paramètre représentatif d’une présence ou d’une absence du premier élément de structure (12) au droit de la sonde (21 ; 21a ; 21b), et en cas de présence, en une distance entre ledit premier élément de structure (12) et ledit deuxième élément de structure (16) au droit de la sonde (21 ; 21a ; 21b), dans la position donnée.
- 6. - Système de détermination (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à5, caractérisé en ce que le générateur (33) comprend au moins une bobine émettrice (38), configurée pour générer le flux magnétique inducteur variable, et en ce que le capteur (34) comprend au moins une bobine réceptrice (40), configurée pour détecter le flux magnétique induit et pour générer le signal électrique représentatif du flux magnétique induit.
- 7. - Système de détermination (10) selon la revendication 6, caractérisé en ce que la bobine émettrice (38) et la bobine réceptrice (40) sont coaxiales, et en ce que la sonde (21, 21a) comprend en outre un noyau ferromagnétique (36), de préférence réalisé en fer doux, la bobine émettrice (38) et la bobine réceptrice (40) étant enroulées autour du noyau ferromagnétique (36).
- 8. - Système de détermination (10) selon la revendication 7, caractérisé en ce que le noyau ferromagnétique (36) délimite un alésage axial (42).
- 9. - Système de détermination (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le générateur (60) comprend au moins une bobine émettrice (62, 64), configurée pour générer le flux magnétique inducteur variable, et en ce que le capteur (61) comprend au moins une magnéto-résistance géante réceptrice (68, 70, 72), configurée pour détecter le flux magnétique et pour générer un signal électrique représentatif du flux magnétique.
- 10. - Système de détermination (10) selon la revendication 9, caractérisé en ce que le générateur (33) comprend une première bobine émettrice (62) ayant un premier axe (63) et une deuxième bobine d’émettrice (64) ayant un deuxième axe (66) distinct du premier axe (63), le capteur (61) comprend une première (68), une deuxième (70) et une troisième (72) magnéto-résistances géantes, la première magnéto-résistance géante (68) étant disposée dans un évidement de la première bobine émettrice (62) le long du premier axe (63), la deuxième magnéto-résistance géante (70) étant disposée dans un évidement de la deuxième bobine émettrice (64) le long du deuxième axe (66) et la troisième magnéto-résistance géante (72) étant disposée entre la première et la deuxième bobines émettrices (62, 64).
- 11. - Ensemble d’usinage (74) comprenant :- un système de détermination (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à10, et- un dispositif d’usinage (76) destiné à réaliser une opération d’usinage.
- 12. - Ensemble d’usinage (74) selon la revendication 11, caractérisé en ce que le système de détermination est selon la revendication 8, et en ce que le dispositif d’usinage est un dispositif de perçage comportant un outil coupant (78) reçu dans l’alésage axial (42) du noyau ferromagnétique (36), la sonde (21a) délimitant un alésage radial traversant.
- 13. - Procédé de détermination d’au moins un paramètre de localisation d’un premier élément de structure (12) positionné derrière une surface opaque (14) d’un deuxième élément de structure (16), caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes :- fourniture d’un système de détermination (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 10 ;- positionnement de la sonde (21 ; 21a ; 21b) en au moins une première position donnée au droit de la surface opaque (14) ;- génération, par le générateur (24 ; 33 ; 60), à ladite première position donnée, d’un flux magnétique inducteur variable à travers ladite surface opaque (14) du deuxième élément de structure (16) ;- détection, par le capteur (26; 34; 61), d’un flux magnétique induit par le deuxième élément de structure (16) ou par le deuxième élément de structure (16) et le premier élément de structure (12) à ladite première position donnée ;- génération, par le capteur (26 ; 34 ; 61), d’un signal électrique représentatif dudit flux magnétique induit ;- réception du signal électrique représentatif par le dispositif de traitement (23) ;- déplacement de la sonde (21 ; 21a ; 21b) en au moins une deuxième position donnée au droit de la surface opaque (14) ;- répétition, à ladite deuxième position donnée, des étapes de génération d’un flux magnétique inducteur variable, de détection d’un flux magnétique induit, de génération d’un signal électrique représentatif dudit flux magnétique induit, et de réception du signal électrique représentatif par le dispositif de traitement (23) ; et,- détermination par le dispositif de traitement (23), à partir des signaux électriques représentatif dudit flux magnétique induit auxdites première et deuxième positions données, du ou de chaque paramètre de localisation à au moins une desdites première et deuxième positions données.
- 14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce qu’il comprend un déplacement de la sonde (21 ; 21a ; 21b) le long d’une trajectoire au droit de la surface opaque (14), et en ce qu’il comprend, en chaque position d’une pluralité de positions de la trajectoire de ladite sonde (21 ; 21a ; 21b) lors du déplacement, à partir d’une évolution du signal électrique lors du déplacement, la détermination du ou de chaque paramètre de localisation à ladite position.
- 15, - Méthode d’usinage d’un premier élément de structure (12) positionné derrière une surface opaque (14) d’un deuxième élément de structure (16), comprenant les étapes suivantes :- fourniture d’un ensemble d’usinage (74) selon l’une quelconque des revendications 11 ou 12, dans lequel le paramètre de localisation est représentatif d’une présence ou d’une absence du premier élément de structure (12) au droit de la sonde (21 ; 21a ; 21b) dans une position donnée ;- positionnement de la sonde (21 ; 21a ; 21b) en au moins une première position donnée au droit de la surface opaque (14) ;- déplacement de la sonde (21 ; 21a ; 21b) le long d’une trajectoire au droit de la surface opaque (14) ;- en chacune d’une pluralité de positions de la trajectoire ;- génération, par le générateur (24 ; 33 ; 60), à ladite position, d’un flux magnétique inducteur variable à travers ladite surface opaque (14) du deuxième élément de structure (16), à ladite position ;- détection, par le capteur (26 ; 34 ; 61), d’un flux magnétique induit par le5 deuxième élément de structure (16) ou par le deuxième élément de structure (16) et le premier élément de structure (12) ;- génération, par le capteur (26; 34; 61), d’un signal électrique représentatif dudit flux magnétique induit ;- réception du signal électrique représentatif par le dispositif de traitement10 (23);- détermination par le dispositif de traitement (23), à partir des signaux électriques reçus en chacune desdites positions, du paramètre de localisation auxdites positions ;- positionnement dudit dispositif d’usinage (76) au droit d’une position cible, la position cible étant choisie en fonction des paramètres de localisation auxdites positions,15 et;- réalisation d’une opération d’usinage du premier élément de structure (12) au deuxième élément de structure (16) par le dispositif d’usinage (76) à ladite position cible.1/7
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2785592A (en) * | 1952-12-23 | 1957-03-19 | Shell Dev | Magnetic position locating and controlling probe and system |
| EP1132164A2 (fr) * | 2000-03-09 | 2001-09-12 | The Boeing Company | Appareil et méthode de montage d' éléments de fixation dans une pièce à usiner |
| WO2004016380A1 (fr) * | 2002-08-19 | 2004-02-26 | Ab Electronic Limited | Procede et appareil de localisation d'objets non visibles |
| WO2010052480A2 (fr) * | 2008-11-07 | 2010-05-14 | Advanced Analysis And Integration Limited | Système d'alignement |
| FR2980267A1 (fr) * | 2011-09-21 | 2013-03-22 | Eads Europ Aeronautic Defence | Dispositif de mesure par courant de foucault et machine pour le contrepercage d'une structure complexe comportant un tel dispositif |
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2785592A (en) * | 1952-12-23 | 1957-03-19 | Shell Dev | Magnetic position locating and controlling probe and system |
| EP1132164A2 (fr) * | 2000-03-09 | 2001-09-12 | The Boeing Company | Appareil et méthode de montage d' éléments de fixation dans une pièce à usiner |
| WO2004016380A1 (fr) * | 2002-08-19 | 2004-02-26 | Ab Electronic Limited | Procede et appareil de localisation d'objets non visibles |
| WO2010052480A2 (fr) * | 2008-11-07 | 2010-05-14 | Advanced Analysis And Integration Limited | Système d'alignement |
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