Génération des séquences d’usinage et des relations d’antériorités (A2)

d’antériorités (A2)

L’objectif de cette activité est de générer la liste des opérations nécessaires et les relations d’antériorité. Les entrées sont l’ensemble des spécifications fonctionnelles c’est-à-dire la description des pièces que doit réaliser le RMS, cette description inclut la description du groupe des entités d’usinage, les interactions topologiques, … Figure 36 montre les entrées, la sortie, les ressources et les contrôles de cette activité. Dans la suite, chaque concept est détaillé :

• Entrées : Entités d’usinage et interactions topologiques

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• Sorties : Séquence d’usinage et matrice d’antériorité

3.3.1. Entité d’usinage

Le terme "Entité" correspond au terme anglais "Feature". Ce concept apparaît initialement dans les années 80 comme l’objet de rapprochement entre les modèles de description des pièces (métier de concepteur) et les modèles de préparation à la fabrication (métier de gammiste). Pour l’automatisation des gammes d’usinage, le concept d’entité est pertinent dans la mesure où il supporte la complexité du problème qui est intimement lié au modèle produit, aux bases de données technologiques et à la formalisation de l’expertise en fabrication.

Cependant, puisque ce concept d’entité est employé par les intervenants de différents métiers, à différentes étapes du cycle de vie du produit, une même entité géométrique est perçue de façon différente par chacun de ces intervenants. Ainsi, comme l’illustre la Figure 37, à un simple trou alésé sont associées trois vues : la vue géométrique qui identifie un cylindre, la vue fabrication qui reconnaît un perçage et la vue conception qui associe a cette entité une fonction de passage de vis.

Appliqué au domaine de la génération de processus d’usinage, le groupe GAMA (GAMA, 1990) propose la définition d’une entité d’usinage comme étant : « Une

forme géométrique et un ensemble de spécifications pour lesquels un processus d’usinage est connu. Ce processus est quasi indépendant des processus des autres entités. »

Dans le contexte de pièce CAI, nous avons 3 trous axiaux, un plan et deux trous taraudés. Chaque entité est décrite avec ses informations géométriques (Figure 43) et ses informations techniques (Figure 44).

3.3.2. Interactions topologiques

Les interactions topologiques sont les caractéristiques de situation d’une entité d’usinage définies par rapport à son environnement pièce. Durant le processus de raisonnement de génération des gammes d'usinage, l'expert gammiste applique différentes règles qui intègre ces contraintes liées au contexte de chaque entité. Dans le cas des interactions topologiques, l’analyse de la pièce n’est que géométrique, la Figure 45 Topological Interactions - example (Villeneuve, 1990) propose un exemple de modèle des interactions entre entités axiales (Villeneuve, 1990).

Les relations topologiques permettent de caractériser les relations entre deux entités voisines. Nous avons définie les interactions possibles entre les entités d’usinage : débouche dans, débouche coaxial,… (Figure 46). Cette taxinomie est basée sur celle proposée par Villeneuve.

Une illustration de la notion d’interaction topologique sur la pièce CAI est donnée en Figure 47. Chaque relation est définie via un code numérique, pour facilité la détection automatique par une application informatique.

3.3.3. Carte de visite

Ce concept de capitalisation et de formalisation des connaissances, dans sa définition originelle (Villeneuve, 1990; Villeneuve, 1993 ; Etienne, 2006) se présente sous la forme d’un tableau (Figure 48) dans lequel l’expert peut expliciter quels sont les domaines de validité d’un processus de fabrication : c’est la solution utilisée qui porte son domaine d’utilisation. Cette approche, facile à mettre en œuvre et assez naturelle à

24 enrichir, reste cependant limitée : l’expert ne peut agir que sur un ensemble de paramètres caractéristiques figés.

Le concept d’OSE (Ben Younes, 1994), permet une sélection des outils pour une entité d’usinage donnée. Ce concept est une évolution des cartes de visite et se décompose en deux étapes :

• Description du contexte d’usinage à l’aide de trois modèles : les entités (les

formes à réaliser), les séquences (qui peut être une succession de processus) et les classes d’outils (regroupement fonctionnel d’outils par famille).

• Association de ces trois concepts afin de retranscrire dans un environnement

objet les choix d’un expert gammiste. Ces relations et les domaines de validité des paramètres descriptifs des entités sont retranscrits dans une table d’OSE. Cette approche permet grâce à cette formalisation des connaissances propres à une entreprise, la sélection des outils pour une entité d’usinage donnée.

A partir des formalismes étudiés précédemment, nous proposons une adaptation des cartes de visites (Figure 51) et une formalisation via l’ontologie MASON (Figure 50).

3.3.4. Séquences d’usinage

Les séquences d’usinage sont définies comme une série d’opérations qui peuvent être interruptible (Sabourin et Villeneuve, 1996). Une séquence est un ensemble d’opérations d’usinage ordonnées afin de réaliser une entité.

L’approche algorithmique consiste en la construction de l’arbre des séquences capables de réaliser chaque entité géométrique. A partir de l’ensemble des séquences, les pré-gammes sont générées en explorant l’ensemble des combinaisons possibles (Figure 55).

Dans notre étude de cas, nous définissons une pré-gamme comme un ensemble d’opérations d’usinage contraintes par des conditions d’antériorité qui ont été définies à partir des interactions topologiques entre entités. Le processus de génération de séquences et de ses pré-gammes est illustré en Figure 54.

3.3.5. Matrice d’antériorité

Les contraintes d’antériorité sont définies entre les opérations d’usinage. Les gammes faisables doivent prendre en compte des contraintes de précédence. L’antériorité est définie entre

• soit deux opérations d’une même séquence d’usinage, par l’ordre de ces

opérations donnée dans les tableaux des séquences,

• soit deux opérations réalisant deux entités en interaction topologique (Halevi,

1995), par les règles de précédence en fonction de la nature de l’interaction.

3.3.6. Illustration

La pièce CAI est choisie pour illustrer les étapes de l'activité A2. Les paramètres intrinsèques pour les entités axiales et fraisage sont montrés en Figure 43. Les orientations des entités avec ses directions d’accessibilité sont stockées dans un ficher Excel « Part_Groupe » (Figure 44). Les interactions topologiques entre les six entités

25 d’usinage sont données en Figure 57. Un code numérique est donné à chaque relation topologique pour les manipulations.

En utilisant les cartes visites, les pré-gammes pour la pièce CAI sont générées (Figure 55). Dans cette figure, chaque ligne représente une pré-gamme qui est une possibilité à explorer. En utilisant les tableaux des séquences et des interactions topologiques, la matrice d’antériorité est générée (Figure 57). Les valeurs « 0 », « - 1 », « 1 », « 2 » dans la matrice représente sans interaction, avant, après et n’est possible en même temps.

L’application est illustrée en Figure 57 pour pièce CAI. Les tableaux de précédence pour les pièces autres deux pièces : CDV et CPHC sont donnés en Annexe B et Annexe C.