Au cours de cette première campagne, les essais réalisés ont permis de montrer que le principe de la méthode proposée fonctionne et qu’il est possible de diviser la courbe de serrage couple/angle en plusieurs segments en utilisant les changements de pentes, chaque segment correspondant à un événement qu’il est ensuite possible d’étudier. Parmi les applications possibles, la mesure des jeux initialement présents entre les pièces à serrer a été réalisée avec les fixations temporaires et définitives. Cette mesure dépend de la rigidité de l’ensemble et de la position initiale du jeu. Des essais complémentaires en production doivent être réalisés pour pouvoir utiliser cette méthode sur les chaînes d’assemblages, remplaçant la mesure par cale paillette.
Les essais avec défauts ont cependant révélé quelques faiblesses de la méthode qu’il va falloir adresser afin de pouvoir la déployer le plus largement possible. Tout d’abord, certains défauts pourraient être confondus avec des fermetures de jeux et un moyen complémentaire doit être mis au point pour lever toute incertitude. D’autres défauts comme le serrage dans les filets imparfaits ou l’absence de chanfrein nécessitent eux une valeur de pente de référence pour être détectable. Ce constat n’est pas rédhibitoire dans le sens où de nouveaux moyens apparaissent pour dialoguer avec les visseuses et leur fournir des consignes plus complexes qu’une simple consigne de couple. Il suffira alors pour chaque configuration de calculer une pente théorique en utilisant le modèle analytique et de borner cette valeur pour accepter les déviations liées aux frottements. Ce travail peut être réalisé en phase de pré-industrialisation. La dernière information donnée par cette campagne d’essais concerne le taux d’échantillonnage des mesures. En effet, que ce soit pour la détection des jeux ou de bavures « larges », le taux à un rôle à jouer. S’il est trop faible, les jeux ne sont pas correctement mesurés, ce qui est capital si la méthode veut concurrencer les méthodes de mesures actuelles, et l’écrasement des bavures n’est pas détecté. S’il est trop important, l’algorithme risque de buter sur chaque crête due au bruit.
Couplée à un filtre, une acquisition tous les 2 degrés semble être acceptable.
Figure 3.8-1 Bilan de la première campagne d’essais
Chapitre 4 Seconde campagne d’essais
Chapitre 4 Seconde campagne d’essais
Ce chapitre présente les résultats obtenus lors de la seconde campagne d’essais. Cette campagne est destinée à valider la conception d’un système de mesure du couple de réaction
passant dans l’immobilisateur, ainsi que la mesure de la prétension dans la vis utilisant des jauges de déformation. Les résultats obtenus étant encourageants, un second prototype est développé dans la seconde partie du chapitre. Ce prototype intègre tous les résultats issus de
la thèse et permet de nouveaux concepts d’emplois qui sont exposés en fin du chapitre.
Chapitre 4 Seconde campagne d’essais
Introduction
La première campagne d’essais a permis de tirer les enseignements suivants :
- Un taux d’échantillonnage minimal est nécessaire pour établir précisément les différents segments qui composent la courbe de serrage.
- Si la raideur des pièces n’est pas suffisante, les jeux sont réduits sans être détectés.
- Les défauts n’ayant pas (ou peu) d’impact sur la zone de contact entre les pièces au droit de la fixation ont peu de chance d’être détectés
- L’information couple/angle seule ne suffit pas à séparer certains défauts critiques (présences de bavures, copeaux) d’une simple fermeture de jeux.
Il est donc nécessaire d’améliorer la méthode de monitoring du serrage afin de répondre au point le plus critique : la détection et l’identification des défauts non mis en évidence par la première campagne d’essais.
Une observation faite durant les essais de serrage dans les filets imparfaits pourrait apporter une réponse. En effet, lors du serrage dans les filets imparfaits, l’immobilisateur a repris une grande partie du couple de serrage, allant jusqu’à la rupture. Tandis que la courbe de serrage est difficilement dissociable de celle d’un cas avec jeu, il serait possible d’identifier ce genre de défaut en établissant un critère basé sur une valeur limite du couple de réaction passant par l’immobilisateur. Cette mesure de couple ayant la même base angulaire que la mesure de couple de serrage, elle peut être utilisée pour ajouter une nouvelle information et peut permettre de lever les points bloquants énumérés ci-dessus.
Il n’existe pas dans la littérature d’étude sur ce sujet, aussi un système de mesure est-il développé et testé. Puis une campagne préliminaire incluant des essais avec défauts et permettant de tester le concept est réalisée. Afin de développer encore notre méthode de monitoring du serrage, une campagne d’essais portant sur la mesure de la prétension dans des vis de faibles diamètres est déployée. En utilisant une jauge de déformation placée au cœur de la vis, il est possible de mesurer la prétension installée et de suivre son évolution.
Cette campagne doit permettre d’évaluer l’impact de défauts sur la prétension et de tenter de la lier avec la mesure du couple de réaction. Ceci afin de déboucher sur une méthode active de serrage où l’influence des défauts est contrée dès la mise en place de la fixation.
Finalement, ces résultats sont intégrés à un prototype permettant de contrôler le serrage en utilisant la mesure des deux couples. Ce prototype inclut l’algorithme présenté dans le second chapitre avec cette fois un contrôle en temps réel de la courbe. Il permet ainsi d’appliquer directement tous les résultats issus des campagnes d’essais et d’améliorer ainsi la qualité des serrages.
Chapitre 4 Seconde campagne d’essais
CONTENU
Création d’un système de mesure du couple de réaction ... 120 1.
1.1 Mesure du couple sur un cas de référence ... 120 1.2 Mesure du couple de réaction, application aux essais avec jeux et vis longues ... 123 1.3 Mesure du couple de réaction, application aux essais avec jeux et vis courtes ... 125 1.4 Essais avec bavures ... 126 1.5 Essais serrage dans les filets imparfaits ... 127 1.6 Bilan mesure du couple de réaction ... 128 Mesure de la prétension ... 129 2.
2.1 Simulations préliminaires ... 130 2.2 Essais de calibration ... 131 2.3 Essais de serrage de fixations instrumentées ... 133 2.4 Essais sur vis de diamètre 6,35 mm ... 136 Conception du prototype ... 140 3.
Calibration et premiers résultats ... 141 4.
4.1 Essais de calibration ... 141 4.2 Premiers résultats ... 141 Concept d’utilisation : optimisation de la prétension ... 144 5.
5.1 Compensation du freinage ... 144 5.2 Optimisation du serrage via la géolocalisation... 146 Conclusion seconde campagne d’essais ... 148 6.
Annexe 1 : Evaluation de l’influence de la vitesse de serrage ... 163 Annexe 2 : Instrumentation des fixations de diamètre 6,35 mm ... 165 Annexe 3 : Conception du prototype ... 167 Moteur et capteur ... 167 Conception des liaisons ... 169
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