FR3126801A1 - Procédé d’analyse de la topologie de tissage d’une pièce réalisée dans un matériau composite tissé et procédé de contrôle associé - Google Patents

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Abstract

Procédé d’analyse de la topologie de tissage d’une pièce réalisée dans un matériau composite tissé et procédé de contrôle associé Un aspect de l’invention concerne un procédé d’analyse de la topologie de tissage d’une pièce réalisée dans un matériau composite tissé, à partir d’une image tridimensionnelle (I3D) de la pièce, comprenant : Pour au moins un axe (X, Y, Z), défilement automatique d’un ensemble d’images à vitesse constante, comprenant une pluralité d’images (I) correspondant chacune à une section de l’image tridimensionnelle (I3D) selon un plan perpendiculaire à l’axe (X, Y, Z) ;Dès qu’une potentielle anomalie de tissage est détectée sur une image (I), arrêt du défilement, création d’un repère (1031) en un point de l’image (I) puis reprise du défilement ;Pour chaque repère (1031) créé, si la potentielle anomalie de tissage correspondante correspond effectivement à une anomalie de tissage, identification et caractérisation de l’anomalie de tissage. Figure à publier avec l’abrégé : Figure 3

Description

Procédé d’analyse de la topologie de tissage d’une pièce réalisée dans un matériau composite tissé et procédé de contrôle associé
DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION
Le domaine technique de l’invention est celui des pièces réalisées dans un matériau composite tissé et plus particulièrement celui des procédés de contrôle des pièces réalisées dans un matériau composite tissé.
La présente invention concerne un procédé d’analyse de la topologie de tissage d’une pièce réalisée dans un matériau composite tissé et en particulier un procédé d’analyse de la topologie de tissage d’une pièce réalisée dans un matériau composite tissé à partir d’une image tridimensionnelle de la pièce. La présente invention concerne également un procédé de contrôle d’une pièce réalisée dans un matériau composite tissé.
ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L’INVENTION
Un matériau composite tissé est un assemblage comportant au moins une ossature textile tissée appelée renfort et un liant appelé matrice, le renfort étant composé de torons tissés. La fabrication d’une pièce dans un matériau composite tissé nécessite donc une première étape de confection du renfort par tissage, puis une deuxième étape d’assemblage avec la matrice, par exemple par injection après mise en forme dans un moule.
Le renfort d’une pièce est confectionné de manière que la topologie de tissage du renfort soit conforme à une topologie de tissage théorique permettant à la pièce d’avoir les propriétés thermo-physiques et/ou thermomécaniques souhaitées. Cependant, il est courant que des écarts soient constatés entre la topologie de tissage réelle de la pièce et la topologie de tissage théorique. Ces écarts, appelés anomalies ou indications de tissage, ont souvent pour conséquence une variation des propriétés thermo-physiques et/ou thermomécaniques de la pièce par rapport à ce qui a été prévu, et peuvent donc entraîner le rejet de la pièce considérée comme défectueuse si l’écart est trop important.
Actuellement, la détection des anomalies de tissage est réalisée par analyse visuelle de trois ensembles d’images, chaque ensemble d’images comprenant des images correspondant chacune à une section d’une image tridimensionnelle de la pièce selon un plan de section perpendiculaire à un axe, l’axe étant différent pour chaque ensemble d’images et les trois axes formant préférentiellement un repère orthogonal. L’analyse consiste à faire défiler manuellement et successivement chaque ensemble d’images et ainsi détecter une différence dans la position des torons, signe d’une potentielle anomalie. Une fois détectée, une anomalie est ensuite identifiée et caractérisée.
L’opération est donc extrêmement chronophage ; l’analyse d’une simple aube LEAP™ pouvant prendre jusqu’à 10 heures.
Il existe donc un besoin de détecter précisément chaque anomalie de tissage d’une pièce en un temps plus faible.
L’invention offre une solution aux problèmes évoqués précédemment, en permettant contrôler la conformité de la topologie de tissage du renfort d’une pièce avec la topologie de tissage théorique en moins de 2 heures.
Un premier aspect de l’invention concerne un procédé d’analyse de la topologie de tissage d’une pièce réalisée dans un matériau composite tissé, le procédé étant réalisé à partir d’une image tridimensionnelle de la pièce acquise par un système d’imagerie, et comprenant les étapes suivantes :
  • Pour chaque axe d’un ensemble d’axes, défilement automatique d’un ensemble d’images à vitesse constante, l’ensemble d’images comprenant une pluralité d’images correspondant chacune à une section d’au moins une partie de l’image tridimensionnelle selon un plan de section perpendiculaire à l’axe et étant chacune associées à une position sur l’axe, la pluralité d’images étant ordonnées par position croissante dans l’ensemble d’images ;
    • Dès qu’une potentielle anomalie de tissage est détectée sur une image de l’ensemble d’images, arrêt du défilement, création d’un repère en un point de l’image appartenant à la potentielle anomalie de tissage puis reprise du défilement ;
  • Pour chaque repère créé, si la potentielle anomalie de tissage correspondante correspond effectivement à une anomalie de tissage, identification et caractérisation de l’anomalie de tissage.
Grâce à l’invention, l’analyse de la topologie de tissage d’une pièce réalisée dans un matériau composite tissé est réalisée en faisant défiler au moins un ensemble d’images comportant des sections d’une image tridimensionnelle de la pièce de manière à balayer l’ensemble du volume de la pièce, et en s’arrêtant uniquement lors d’une suspicion d’anomalie de tissage. La création d’un repère permet alors de retenir l’emplacement de la potentielle anomalie de tissage pendant le défilement des images et d’y revenir une fois le défilement terminé.
Le défilement est automatique et réalisé à vitesse constante, c’est-à-dire sans action de l’opérateur et de manière régulière.
Une fois le défilement complet terminé, chaque potentielle anomalie de tissage est analysée pour déterminer si elle correspond effectivement à une anomalie de tissage, puis identifiée parmi un ensemble d’anomalies de tissage connu et caractérisé.
En limitant les temps d’arrêt pendant le défilement et en analysant l’ensemble des potentielles anomalies de tissage une fois le défilement terminé, la durée de l’analyse de la topologie de tissage de la pièce est considérablement réduite, environ 1h15 étant suffisante pour analyser la topologie de tissage d’une aube LEAP™ avec le procédé selon le premier aspect de l’invention.
Outre les caractéristiques qui viennent d’être évoquées dans le paragraphe précédent, le procédé selon le premier aspect de l’invention peut présenter une ou plusieurs caractéristiques complémentaires parmi les suivantes, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles.
Selon une variante de réalisation, chaque image de l’ensemble d’images correspond à une section de l’image tridimensionnelle à laquelle a été soustraite une partie de la pièce maintenue lors de l’acquisition de l’image tridimensionnelle par le système d’imagerie.
Ainsi, les artefacts générés par l’outillage maintenant la pièce lors de l’acquisition de l’image tridimensionnelle ne sont pas analysés. Les anomalies de tissage étant facilement visibles à la surface de la pièce, la zone n’est pas analysée. La durée de l’analyse est donc réduite.
Selon une variante de réalisation compatible avec la variante de réalisation précédente, le procédé selon le premier aspect de l’invention comprend une étape de réception d’un rapport de tissage généré à l’issue du tissage de la pièce par un métier à tisser :
  • Si le rapport de tissage ne comporte aucune anomalie de tissage identifiée et aucun événement lié au métier à tisser, chaque image de l’ensemble d’images correspond à une section de l’image tridimensionnelle à laquelle a été soustraite une partie supérieure de la pièce.
Ainsi, une partie supérieure de la pièce n’est pas analysée si aucun problème n’a été relevé lors du tissage de la pièce et la durée de l’analyse est donc réduite.
Selon une variante de réalisation compatible avec les variantes de réalisation précédentes, l’étape d’identification et de caractérisation comporte une création d’une boîte englobant l’anomalie de tissage dans l’image tridimensionnelle.
Ainsi, l’obtention des dimensions de l’anomalie de tissage est facilitée puisque les dimensions de la boîte donnent directement les dimensions de l’anomalie de tissage. Il n’est donc pas nécessaire d’effectuer une mesure de dimension pour chaque direction. La durée de l’analyse est donc réduite.
Selon une variante de réalisation compatible avec les variantes de réalisation précédentes, l’étape d’identification et de caractérisation comporte une mesure d’un écartement à l’aide d’un outil interactif en forme de cercle.
Ainsi, l’obtention d’une mesure d’écartement est facilitée puisque la mesure est obtenue directement à partir du cercle dont la mise en place ne nécessite que le positionnement de son centre et d’un point de son périmètre. La durée de l’analyse est donc réduite.
Un deuxième aspect de l’invention concerne un procédé de contrôle d’une pièce réalisée dans un matériau composite tissé à partir d’une image tridimensionnelle de la pièce acquise par un système d’imagerie, comprenant les étapes suivantes :
  • Pour chaque axe d’un ensemble d’axes et pour chaque élément d’un ensemble d’éléments prédéfini :
    • Détection automatique de chaque occurrence de l’élément présente dans chaque image d’un ensemble d’images comportant une pluralité d’images correspondant chacune à une section de l’image tridimensionnelle selon un plan de section perpendiculaire à l’axe, et création pour chaque image, d’un ensemble d’occurrences comportant chaque occurrence détectée ;
    • Pour chaque image d’au moins une partie de l’ensemble d’images, vérification de chaque occurrence de l’ensemble d’occurrences correspondant et suppression de chaque occurrence non vérifiée de l’ensemble d’occurrences ;
  • Si chaque ensemble d’occurrences est vide, réalisation des étapes du procédé selon le premier aspect de l’invention.
Ainsi, chaque élément pouvant entraîner un rejet de la pièce est recherché automatiquement dans chaque image, puis chaque occurrence de l’élément détectée vérifiée par un opérateur, et l’analyse de la topologie de tissage de la pièce n’est réalisée que si aucun élément n’a été détecté dans la pièce après vérification.
Selon une variante de réalisation, l’ensemble d’éléments prédéfini comporte au moins un élément parmi les suivants : taux volumique de vide, corps étranger,.
Selon une variante de réalisation compatible avec la variante de réalisation précédente, l’étape de vérification n’est réalisée que pour un sous-ensemble d’images de l’ensemble d’images comportant chaque image de l’ensemble d’images pour laquelle au moins un ensemble d’occurrences correspondant est non vide.
Ainsi, seules les images sur lesquelles au moins un élément a été automatiquement détecté sont vérifiées et la durée de l’étape de vérification est donc réduite.
Selon une variante de réalisation compatible avec les variantes de réalisation précédentes, l’étape de détection comporte une création pour chaque occurrence détectée, d’une boîte englobant l’occurrence dans l’image tridimensionnelle, chaque boîte créée étant invisible lors de la réalisation des étapes du procédé selon le premier aspect de l’invention.
Selon une variante de réalisation compatible avec les variantes de réalisation précédentes, le procédé selon le deuxième aspect de l’invention comporte en outre une étape de calcul automatique de la distance entre chaque anomalie de tissage identifiée.
Ainsi, une décision concernant le rejet de la pièce sur la base des anomalies de tissage identifiées peut être prise automatiquement.
Selon une variante de réalisation compatible avec les variantes de réalisation précédentes, le procédé selon le deuxième aspect de l’invention comprend une étape de génération automatique d’un rapport final comprenant chaque anomalie de tissage identifiée.
Ainsi, aucune opération manuelle n’est nécessaire pour générer le rapport final.
Un troisième aspect de l’invention concerne un produit-programme d’ordinateur comprenant des instructions qui, quand le programme est exécuté sur un ordinateur, conduisent celui-ci à mettre en œuvre les étapes du procédé selon le premier ou le deuxième aspect de l’invention.
Un quatrième aspect de l’invention concerne un support d'enregistrement lisible par ordinateur comprenant des instructions qui, lorsqu'elles sont exécutées par un ordinateur, conduisent celui-ci à mettre en œuvre les étapes du procédé selon le premier ou le deuxième aspect de l’invention.
L’invention et ses différentes applications seront mieux comprises à la lecture de la description qui suit et à l’examen des figures qui l’accompagnent.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
Les figures sont présentées à titre indicatif et nullement limitatif de l’invention.
  • La montre une image tridimensionnelle d’un matériau composite tissé, acquise par tomographie par rayons X.
  • La est un schéma synoptique illustrant l’enchaînement des étapes d’un procédé d’analyse selon l’invention.
  • La montre une représentation schématique d’une troisième étape et d’une quatrième étape du procédé d’analyse selon l’invention.
  • La est un schéma synoptique illustrant l’enchaînement des étapes d’un procédé de contrôle selon l’invention.

Claims (11)

  1. Procédé (100) d’analyse de la topologie de tissage d’une pièce réalisée dans un matériau composite tissé, le procédé (100) étant réalisé à partir d’une image tridimensionnelle (I3D) de la pièce acquise par un système d’imagerie, et comprenant les étapes suivantes :
    • Pour chaque axe (X, Y, Z) d’un ensemble d’axes, défilement automatique d’un ensemble d’images à vitesse constante, l’ensemble d’images comprenant une pluralité d’images (I) correspondant chacune à une section d’au moins une partie de l’image tridimensionnelle (I3D) selon un plan de section perpendiculaire à l’axe (X, Y, Z) et étant chacune associées à une position sur l’axe (X, Y, Z), la pluralité d’images étant ordonnées par position croissante dans l’ensemble d’images (102) ;
      • Dès qu’une potentielle anomalie de tissage est détectée sur une image de l’ensemble d’images, arrêt du défilement, création d’un repère (1031) en un point de l’image (I) appartenant à la potentielle anomalie de tissage puis reprise du défilement (103) ;
    • Pour chaque repère (1031) créé, si la potentielle anomalie de tissage correspondante correspond effectivement à une anomalie de tissage (C1), identification et caractérisation de l’anomalie de tissage (104).
  2. Procédé (100) selon la revendication 1, dans lequel chaque image (I) de l’ensemble d’images correspond à une section de l’image tridimensionnelle (I3D) à laquelle a été soustraite une partie de la pièce maintenue lors de l’acquisition de l’image tridimensionnelle (I3D) par le système d’imagerie.
  3. Procédé (100) selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant une étape (101) de réception d’un rapport de tissage généré à l’issue du tissage de la pièce par un métier à tisser :
    • Si le rapport de tissage ne comporte aucune anomalie de tissage identifiée et aucun événement lié au métier à tisser, chaque image (I) de l’ensemble d’images correspond à une section de l’image tridimensionnelle (I3D) à laquelle a été soustraite une partie supérieure de la pièce.
  4. Procédé (100) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’étape (104) d’identification et de caractérisation comporte une création d’une boîte (1041) englobant l’anomalie de tissage dans l’image tridimensionnelle (I3D).
  5. Procédé (100) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’étape (104) d’identification et de caractérisation comporte une mesure d’un écartement à l’aide d’un outil (1042) interactif en forme de cercle.
  6. Procédé (200) de contrôle d’une pièce réalisée dans un matériau composite tissé à partir d’une image tridimensionnelle (I3D) de la pièce acquise par un système d’imagerie, comprenant les étapes suivantes :
    • Pour chaque axe (X, Y, Z) d’un ensemble d’axes et pour chaque élément d’un ensemble d’éléments prédéfini :
      • Détection automatique de chaque occurrence de l’élément présente dans chaque image (I) d’un ensemble d’images comportant une pluralité d’images (I) correspondant chacune à une section de l’image tridimensionnelle (I3D) selon un plan de section perpendiculaire à l’axe (X, Y, Z), et création pour chaque image (I), d’un ensemble d’occurrences comportant chaque occurrence détectée (201) ;
      • Pour chaque image (I) d’au moins une partie de l’ensemble d’images, vérification de chaque occurrence de l’ensemble d’occurrences correspondant et suppression de chaque occurrence non vérifiée de l’ensemble d’occurrences (202) ;
    • Si chaque ensemble d’occurrences est vide, réalisation des étapes du procédé (100) selon l’une quelconque des revendications précédentes.
  7. Procédé (200) selon la revendication 6, dans lequel l’ensemble d’éléments prédéfini comporte au moins un élément parmi les suivants : taux volumique de vide, corps étranger,.
  8. Procédé (200) selon la revendication 6 ou 7, dans lequel l’étape (202) de vérification n’est réalisée que pour un sous-ensemble d’images de l’ensemble d’images comportant chaque image (I) de l’ensemble d’images pour laquelle au moins un ensemble d’occurrences correspondant est non vide.
  9. Procédé (200) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’étape (201) de détection comporte une création pour chaque occurrence détectée, d’une boîte (1051) englobant l’occurrence dans l’image tridimensionnelle (I3D), chaque boîte (1051) créée étant invisible lors de la réalisation des étapes du procédé (100) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5.
  10. Procédé (200) selon l’une quelconque des revendications précédentes, comportant en outre une étape (203) de calcul automatique de la distance entre chaque anomalie de tissage identifiée.
  11. Procédé (200) selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant une étape (204) de génération automatique d’un rapport final comprenant chaque anomalie de tissage identifiée.
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