BTS IPM : La place de la chaîne numérique
La place de la chaîne numérique
BTS IPM : La place de la chaîne numérique
Problématique:
Comment
- récupérer,
- lire,
- exploiter
les informations provenant d’une maquette numérique?
L’ interprétation des données numériques peut varier d'un éditeur à l'autre, ce qui entraîne parfois erreurs ou pertes d'informations sur les modèles.
BTS IPM : La place de la chaîne numérique
Sommaire:
- Définition de la chaîne numérique,
- Les différentes géométries de la pièce,
- La maquette numérique spécifiée (la donnée de départ),
- La FAO dans la chaîne numérique,
- La vérification des pièces,
- Les formes complétées de la chaîne numérique,
- L’intégrité et le respect du modèle numérique,
- Les évolutions de formats et de structure,
- La chaîne numérique dans les savoirs.
BTS IPM : La place de la chaîne numérique
Chaîne numérique:
Ensemble des données "informatisées" qui représente la géométrie de la pièce.
Les fichiers contenant ces données forment une succession de maillons reliées entre eux et interdépendants.
Cette géométrie est transformée, évolue, et " s’enrichie" pendant les étapes de conception et d’industrialisation du produit.
Application logicielle de
CAO
Application logicielle de
FAO
Moyen numérisé de production
MOCN
Moyen numérique de mesure ;
MMT
Il devient alors important de se préoccuper de la portabilité du modèle initial et des pertes éventuelles qu’il peut subir par les formats de transfert ou d’exploitation et par les équipements.
C’est la clé de la continuité de la chaîne numérique et donc de sa validité.
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Les différentes géométries: Application logicielle de
CAO
Application logicielle de
FAO
Moyen numérisé de production
MOCN
Moyen numérique de mesure ;
MMT
Maquette numérique spécifiée: définition numérique du produit (modélisation géométrique + spécifications dimensionnelles, de forme, et d’état de surface)
Programme des machines à commande numérique (commande en vitesse et en position des différents actionneurs)
Le domaine de la spécification:
Le domaine de la pièce:
Le domaine de la vérification:
Une norme
La pièce réelle
Géométrie approchée de l’élément réel, obtenue à partir des points palpés
BTS IPM : La place de la chaîne numérique
Les éléments géométriques d’une pièceouLes différentes géométries associées à une pièce
La norme ISO 14660 définie des éléments géométriques d’une pièce qui existent dans TROIS domaines:
“ une norme “ “des définitions
“
Maquette nominale: modélise la pièce par des éléments géométriques théoriquement exacts.
Il s’agit d’entités géométriquement parfaitesMaquette nominale spécifiée: définie les espaces, les marges qui doivent contenir la pièce réelle.
c’est la géométrie réelle de la pièce, ceux sont les éléments qui existent physiquement et qui séparent la pièce de son environnement.
c’est une géométrie approchée de l’élément réel, obtenue par extraction d’un nombre fini de points de l’élément réel.
- Le domaine de la vérification: la représentation d’une pièce est donnée au travers d’un échantillonnage par des instruments de mesure
- Le domaine de la spécification: c’est la(es) représentation(s) donnée(s) de la « future »pièce imaginée par le concepteur
- Le domaine de la pièce: le réel le monde physique- Le domaine de la pièce:
- Le domaine de la spécification:
- Le domaine de la vérification:
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Les différentes géométries: Application logicielle de
CAO
Application logicielle de
FAO
Moyen numérisé de production
MOCN
Moyen numérique de mesure ;
MMT
Maquette numérique spécifiée: issue de la conception détaillée du produit*, c’est la donnée de départ pour la fabrication et le contrôle du produit
Exploitation de la maquette et création de géométries intermédiaires pour générer les trajectoires et contrôler les collisions
Le domaine de la spécification:
Le domaine de la pièce:
Le domaine de la vérification:
La pièce réelle
La géométrie mesurée, image du réel est "rapprochée " de la géométrie spécifiée
Exemple: carter moteur Exemple: support
Exemple: carter moteur Exemple: support
Exemple: carter moteur
Exemple: support
*encore, dans certaines situations de sous traitance, le modèle numérique est à construire à partir d’un document papier
BTS IPM : La place de la chaîne numérique
La donnée de départ: la maquette numérique spécifiée
Le modèle nominal: c’est la géométrie absolue de la pièce
Le modèle spécifié: définie les marges pour « contenir » la géométrie réelle de la pièce
des définitions
" 3D" spécifiéretour
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La donnée de départ: la maquette numérique spécifiée
Le modèle nominal: c’est la géométrie absolue de la pièce
Le modèle spécifié: définie les marges pour « contenir » la géométrie réelle de la pièce
des définitions
Aujourd’hui les modeleurs volumiques commencent à proposer des modèles “3D“ spécifiés
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Les différentes géométries: Application logicielle de
CAO
Application logicielle de
FAO
Moyen numérisé de production
MOCN
Moyen numérique de mesure ;
MMT
Maquette numérique spécifiée: issue de la conception détaillée du produit*, c’est la donnée de départ pour la fabrication et le contrôle du produit
Exploitation de la maquette et création de géométries intermédiaires pour générer les trajectoires et contrôler les collisions
Le domaine de la spécification:
Le domaine de la pièce:
Le domaine de la vérification:
La pièce réelle
La géométrie mesurée, image du réel est "rapprochée " de la géométrie spécifiée
Exemple: carter moteur Exemple: support
Exemple: carter moteur Exemple: support
Exemple: carter moteur
Exemple: support
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0,4
La donnée de départ: la maquette numérique spécifiée
Le modèle nominal: c’est la géométrie absolue de la pièce
Le modèle spécifié: définie les marges pour « contenir » la géométrie réelle de la pièce
des définitions
retour
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FAO
Moyen numérisé de production
MOCN
Moyen numérique de mesure ;
MMT
Maquette numérique spécifiée: issue de la conception détaillée du produit*, c’est la donnée de départ pour la fabrication et le contrôle du produit
Exploitation de la maquette et création de géométries intermédiaires pour générer les trajectoires et contrôler les collisions
Le domaine de la spécification:
Le domaine de la pièce:
Le domaine de la vérification:
La pièce réelle
La géométrie mesurée, image du réel est "rapprochée " de la géométrie spécifiée
Exemple: carter moteur Exemple: support
Exemple: carter moteur Exemple: support
Exemple: carter moteur
Exemple: support
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Dans la FAO, la problématique est de générer les parcours d’outil
à partir de la maquette récupérée de la CAO
Il faut définir:- les trajectoires de coupe,- les retours rapides,- les dégagements,- les entrée et sorties
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Il faut extraire* les éléments géométriques qui définissent les trajectoires de coupe
Supprimer* les éléments géométriques inutiles,construire les entrées et sorties
Dans la FAO,
Ces surfaces sont des entités géométriques simples: plan, cylindres, cônes, poches ….
Pour obtenir ces surfaces, seule une matérialisation de la surface suffie: droite, point…..
* Ces opérations sur la géométrie sont faites manuellement ou automatiquement en fonction de la FAO utilisée et des stratégies d’usinage retenues
Eviter* les collisions avec les outillages dont ont aura intégré* la maquette numérique
En fonction des dimensions de la géométrie nominale, ajuster ces trajectoires aux dimensions souhaitées de la pièce
retour
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CAO
Application logicielle de
FAO
Moyen numérisé de production
MOCN
Moyen numérique de mesure ;
MMT
Maquette numérique spécifiée: issue de la conception détaillée du produit*, c’est la donnée de départ pour la fabrication et le contrôle du produit
Exploitation de la maquette et création de géométries intermédiaires pour générer les trajectoires et contrôler les collisions
Le domaine de la spécification:
Le domaine de la pièce:
Le domaine de la vérification:
La pièce réelle
La géométrie mesurée, image du réel est "rapprochée " de la géométrie spécifiée
Exemple: carter moteur Exemple: support
Exemple: carter moteur Exemple: support
Exemple: carter moteur
Exemple: support
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Dans la FAO, la problématique est de générer les parcours d’outil
* Ces opérations sur la géométrie sont faites manuellement ou automatiquement en fonction de la FAO utilisée
Pour appliquer la stratégie d’usinage qui convient le mieux, il faut détecter la géométrie de la surface et son paramétrage:
- surface plane
- surface réglée
- surface définie par des représentations polynomiales .
Il faut extraire* les éléments géométriques qui définissent les trajectoires de coupes: ici on ne connaît pas la "situation" des surfaces autrement que par la maquette numérique . Elles sont conçues « dans l’ensemble ». La forme résulte d’un calcul d’écoulement de fluide sur la voilure de l’aéronef
C’est le choix de la stratégie d’usinage qui fera « coller au mieux » les trajectoires de l’outil à la géométrieLe modèle numérique continu pourra se trouver discrétisé suivant deux directions:direction de balayage
et direction d’avance
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retour
La géométrie transmise à la MOCN est fonction de la stratégie d’usinageDans la FAO, la problématique est de générer les parcours d’outil
Géométrie nominale
Trajectoire: géométrie transmise à la MOCN
La FAO scinde la trajectoire de l’outil en petits mouvements parcourus en interpolation linéaire.
Ce traitement de la géométrie est réalisé en fonction d’un paramètre de hauteur de corde saisi par le technicien méthode.
Hauteur de corde
Une faible hauteur de corde "alourdit le fichier".
Il faudra s’assurer que ces valeurs soient compatibles avec la géométrie attendue de la pièce.
Géométrie nominale
Hauteur de crête
La FAO détermine un pas de balayage en fonction d’un paramètre de hauteur de crête saisi par le technicien méthode.
Géométrie réelle de la pièce
Une faible hauteur de crête "alourdit le fichier".
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Les différentes géométries: Application logicielle de
CAO
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FAO
Moyen numérisé de production
MOCN
Moyen numérique de mesure ;
MMT
Maquette numérique spécifiée: issue de la conception détaillée du produit*, c’est la donnée de départ pour la fabrication et le contrôle du produit
Exploitation de la maquette et création de géométries intermédiaires pour générer les trajectoires et contrôler les collisions
Le domaine de la spécification:
Le domaine de la pièce:
Le domaine de la vérification:
La pièce réelle
La géométrie mesurée, image du réel est "rapprochée " de la géométrie spécifiée
Exemple: carter moteur Exemple: support
Exemple: carter moteur Exemple: support
Exemple: carter moteur
Exemple: support
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Lors du contrôle il faut associer deux géométries pour les comparerLa problématique est: D’une part de récupérer un format de modèle:
- qui définisse au mieux la géométrie nominale (et la géométrie spécifiée)
- compatible avec les moyens de mesure utilisé
- utilisable pour préparer une gamme de mesure
D’autre part, d’extraire par mesurage une géométrie qui est l’image la plus approchée possible du réel
Format .sat issu de la maquette CAO( celle- ci est au format parasolid par exemple)
Géométrie obtenue après mesurage et traitement
retour
Écarts de mesure
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Les différentes géométries: Application logicielle de
CAO
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FAO
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MOCN
Moyen numérique de mesure ;
MMT
Maquette numérique spécifiée: issue de la conception détaillée du produit*, c’est la donnée de départ pour la fabrication et le contrôle du produit
Exploitation de la maquette et création de géométries intermédiaires pour générer les trajectoires et contrôler les collisions
Le domaine de la spécification:
Le domaine de la pièce:
Le domaine de la vérification:
La pièce réelle
La géométrie mesurée, image du réel est "rapprochée " de la géométrie spécifiée
Exemple: carter moteur Exemple: support
Exemple: carter moteur Exemple: support
Exemple: carter moteur
Exemple: support
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Lors du contrôle il faut associer deux géométries pour les comparer
Géométrie obtenue après mesurage et traitement
Format .sat issu de la maquette CAO
retour
Géométrie image du réel
Géométries nominale et spécifiée
Écarts de mesure
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Écarts des géométries
Stylet
Surface réelle
Surface théorique
Point de la surface théorique
Géométrie nominale spécifiée (domaine de la spécification)
Point de contact réel
Géométrie réelle (domaine de la pièce)
des définitions
retour
La géométrie mesurée est influencée par:- le choix des points palpés sur la surface réelle- la géométrie du stylet- le traitement numérique du nuage de points
Point de contact théorique
Erreur de palpage
Point de contact saisi par la MMT
Géométrie mesurée, image du réel (domaine de la vérification)
Coordonnées du centre du stylet corrigé de son rayon suivant la direction d’accostage. La direction d’accostage est confondue à la normale locale à la géométrie nominale
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Formes complétées de la chaîne numérique
Application logicielle de
CAO
Application logicielle de
FAO
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MOCN
Moyen numérique de mesure ;
MMT
Le domaine de la spécification:
Le domaine de la pièce:
Le domaine de la vérification:
La pièce réelle
Application logicielle de
Mécanique
Application logicielle de
CAO Outillage
Gestion Documents techniques
application
application
exempleApplication logicielle de
Simulationexemple
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Validation d’un principe d’outillage à l’aide d’un logiciel de calcul par éléments finis.
Etude de la déformation de la pièce sous les effets des actions mécaniques de serrage en mandrin 3 mors Les sollicitations mécaniquesLa maquette numérique Le maillage
L’analyse de la déformée
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Formes complétées de la chaîne numérique
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CAO
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FAO
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MOCN
Moyen numérique de mesure ;
MMT
Le domaine de la spécification:
Le domaine de la pièce:
Le domaine de la vérification:
La pièce réelle
Application logicielle de
Mécanique
Application logicielle de
CAO Outillage
Gestion Documents techniques
application
application
exempleApplication logicielle de
Simulationexemple
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Conception d’un outillage simpleà l’aide d’un modeleur "3D “ et d’une bibliothèque d’ éléments standards
La maquette numérique
Bibliothèque d’éléments standards
Le paramétrage judicieux des contraintes permettra la portabilité de la chaîne: aptitude à prendre en compte les évolutions des géométries
Mise en place des éléments standards
Conception dans l’assemblage de corps
Z
Installation de la pièce sur la machine
Nez de broche
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Formes complétées de la chaîne numérique
Application logicielle de
CAO
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FAO
Moyen numérisé de production
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Moyen numérique de mesure ;
MMT
Le domaine de la spécification:
Le domaine de la pièce:
Le domaine de la vérification:
La pièce réelle
Application logicielle de
Mécanique
Application logicielle de
CAO Outillage
Gestion Documents techniques
application
application
exempleApplication logicielle de
Simulationexemple
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Mise à jour automatique la documentation
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Formes complétées de la chaîne numérique
Application logicielle de
CAO
Application logicielle de
FAO
Moyen numérisé de production
MOCN
Moyen numérique de mesure ;
MMT
Le domaine de la spécification:
Le domaine de la pièce:
Le domaine de la vérification:
La pièce réelle
Application logicielle de
Mécanique
Application logicielle de
CAO Outillage
Gestion Documents techniques
application
application
exempleApplication logicielle de
Simulationexemple
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Simulation à partir du code machine du processus d’usinage:détection de collisions
dégagements rapide en pleine matière
déplacements incorrects
sur plus ou manque de matière
………..
retour
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Les changements de formats Application logicielle de
CAO
Application logicielle de
FAOC
Moyen numérisé de production
MOCN
Moyen numérique de mesure ;
MMT
Le domaine de la spécification:
Le domaine de la pièce:
Le domaine de la vérification:
Exemple: support moteur
Exemple : clarinette
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Analyse d’une entité géométrique: cylindre Format du modeleur: parasolidFormat de récupération:sat
La maquette numérique: .SLDPRT
Maquette numérique: .SAT
L’application logicielle reconnaît des demi-cylindres:
-il devient donc indispensable de s’intéresser à leurs caractéristiques respectives,
-il est nécessaire d’utiliser les outils d’analyse et de réparation des modèles (autohealing)
Après réparation le modèle ne possède qu’un seul cylindre (entier)
retour
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Les changements de formats Application logicielle de
CAO
Application logicielle de
FAO
Moyen numérisé de production
MOCN
Moyen numérique de mesure ;
MMT
Le domaine de la spécification:
Le domaine de la pièce:
Le domaine de la vérification:
Exemple: support moteur
Exemple : clarinette
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Analyse d’une surface complexe Format du modeleur: .modFormats de récupération: .sldprt & .mc9
Données de départ:
Surface dont on ne connaît pas le paramètrage. Elle est conçue « dans l’ensemble ». Sa forme résulte d’un calcul d’écoulement de fluide sur la voilure de l’aéronef
Le modèle nominal: format du modeleur Catia V.
Pièce aéronautique de structure de voilure.
Comment récupère-t-on les données de la surfaces dans l’application de FAO?
Le modèle spécifié: format .tif
(extrait)
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Section z=17750
Section z=17750
Analyse d’une surface complexe Pièce aéronautique de structure de voilure.
Format .igs
analyse
Format .mc9
retourIl faudra s’assurer que ces écarts sont compatibles avec la géométrie attendue de la pièce
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Les évolutions des formats d’échange
Code G,M..ISO 6983
Post-Processeur
Ordres élémentaires de déplacements.
Trajectoires simples.
Les programmes ne sont pas interchangeables d’une machine à l’autre.
Ne supporte pas les géométries complexes.
Génère des programmes très lourds.
STEP-NCISO 14649
Quelle entité ?
Comment l’usiner ?
Avec quoi ?
Langage orienté objet:
Implanter davantage de fonctions intelligentes sur les CN.
Supprimer les post-pro. coûteux et source d’ennui.
Enjeux: - réduire de 35% le temps FAO
- réduire de 75% le nombre de "schéma envoyé“ de la CAO vers la FAO
- réduire de 50% le temps machine pour les petites séries
APT
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L’organisation logicielle
L’organisation logicielle est bâti autour d’un noyau. Ce noyau constitue une base de données unique. Le développement des applications se fait autour de ce noyau.
Chaque application utilisent la même base de données.
La nécessité d’un format d’échange unique s’impose.
Base de données unique
Application logicielle de
FAO
Application logicielle de
CAO
Application logicielle de
Mécanique
Application logicielle de
CAO Outillage
Application logicielle de
Simulation
Application logicielle de
Mesure
Gestion des
Documents
Application logicielle
“Métier"
Moyen numérisé de production
MOCN
Application logicielle
“Métier"
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Fichiers de données
L’organisation logicielle Dans une organisation dite linéaire, chaque fichier contient le résultat de l’activité précédente avec un enrichissement de la base de données:
gamme, parcours d’outil pour la FAO …
Fichiers de données
Application logicielle
“Xxx"
Fichiers de données
Fichier de données
Application logicielle de
FAO
Application logicielle de
CAO
Moyen numérisé de production
MOCN
Fichiers de données
Fichiers de données
Fichier de données
Post-pro.
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La chaîne numérique dans les savoirs
S5.1.4 Spécification géométrique du produit:
-relation avec la maquette et les spécifications d’industrialisation
S5.3.3 Exploitation des modèles 3D
Mise en plan et habillage de la mise en plan pour la cotation
Edition de nomenclature
Format des maquettes numériques des pièces d’un ensemble
Adaptation d’un modèle pour une exploitation FAO, pour la métrologie assistée par ordinateur, pour une simulation ou pour un prototypage
S8.1 Chaîne numérique et conception des processus
Architecture et continuité de la chaîne numérique: modèles, formats d’échange associés, traçabilité
Bases de données
Exploitation des outils logiciels pour:
- le choix et la détermination des grandeurs techniques
- la détermination des trajectoires outils et la génération des programmes de pilotage des moyens de production à l’aide des logiciels de CFAO
- l’élaboration et l’édition des documents de fabrication
- la simulation des moyens de production en vue de valider des solutions retenues.
BTS IPM : La place de la chaîne numérique
La place de la chaîne numérique
BTS IPM : La place de la chaîne numérique
Le domaine de la spécification:
Maquette nominale: modélise la pièce par des éléments géométriques théoriquement exacts.
Il s’agit d’entités géométriquement parfaites
Maquette nominale spécifiée: définie les espaces, les marges qui doivent contenir la pièce réelle.
Le domaine de la pièce: c’est la géométrie réelle de la pièce, ceux sont les éléments qui existent physiquement et qui séparent la pièce de son environnement
Le domaine de la vérification: c’est une géométrie approchée de l’élément réel, obtenue par extraction d’un nombre fini de point de l’élément réel.
" des définitions "