Fig. 7.3 – Boˆıte de dialogue pour saisir les propri´et´es g´en´erales de la pi`ece et du syst`eme d’usinage `a concevoir
Avec les notations que nous utilisons, nous retrouvons dans cette boˆıte de dialogue : T0 = 0, 38 min, τp = 0, 14 min, τb = 0, 05 min, C
1 = 5000, C2 = 3000. Nous avons fix´e d’autres
param`etres via d’autres boˆıtes de dialogue, de la mani`ere suivante : m0 = 10, n∃ = 2, n0 = 2. Ces param`etres servent de point de d´epart pour la conception du processus de fabrication, ils fournissent ´egalement certaines contraintes technologiques.
Comme nous l’avons ´enonc´e dans le Chapitre 2, le processus de la conception du syst`eme d’usinage commence par la mod´elisation de la pi`ece `a usiner.
7.4
Mod´elisation de la pi`ece par entit´es
Rappelons qu’afin de d´efinir les actions ´el´ementaires d’usinage n´ecessaires pour assurer le passage de la pi`ece brute `a la pi`ece finie, il convient de passer par une ´etape charni`ere consistant en la mod´elisation de la pi`ece par entit´es. Cette mod´elisation est effectu´ee en g´en´eral `a l’aide d’un logiciel de type CAO. Comme nous l’avons d´ej`a expliqu´e, les logiciels CAO commerciaux ne construisent pas de mod`ele de pi`ece en utilisant des entit´es. Afin d’obtenir de tels mod`eles, il convient d’abord de d´evelopper une taxinomie des entit´es `a utiliser et ensuite de mettre en place des outils permettant de construire des mod`eles de pi`eces en entit´es moyennant un logiciel CAO (les diff´erentes approches d´evelopp´ees dans la litt´erature ont ´et´e pr´esent´ees dans la Section 2.3.1).
Mˆeme s’il n’existe pas une seule et unique taxinomie des entit´es valable quelle que soit l’activit´e de fabrication consid´er´ee, il est cependant possible de recenser un certain nombre de caract´eristiques g´eom´etriques et technologiques g´en´eriques `a chaque entit´e. D’apr`es [Shah et Mantyla, 1995], ces caract´eristiques peuvent ˆetre class´ees en deux cat´egories : caract´eristiques intrins`eques (propres `a l’entit´e) et extrins`eques (li´ees `a l’entit´e et `a son environnement). D’autres travaux ont contribu´e `a dresser une liste des caract´eristiques de chaque cat´egorie, notamment [Brissaud, 1992]. Alors, les caract´eristiques intrins`eques suivantes sont dis- tingu´ees :
• le type de l’entit´e ;
• les param`etres d´ecrivant la forme g´eom´etrique associ´ee `a l’entit´e ; • l’´etat brut de l’entit´e;
• la qualit´e technologique intrins`eque de l’entit´e ; • les param`etres de mat´eriaux.
Les caract´eristiques extrins`eques d’entit´e jouent un rˆole important lors de la formu- lation des contraintes de fabrication. Elles sont les suivantes :
• le positionnement de l’entit´e dans la pi`ece ;
• les interactions topologiques de l’entit´e avec les entit´es voisines ; • les informations li´ees `a son processus de fabrication.
Dans le syst`eme MTE, l’approche suivante est utilis´ee. Le syst`eme est construit autour du logiciel Autodesk Mechanical Desktop d´evelopp´e par la soci´et´e Autodesk. Ainsi nous pouvons utiliser les outils graphiques de ce logiciel CAO pour la cr´eation des objets 3D. Pour faciliter la mod´elisation de pi`eces, un ensemble des entit´es les plus utilis´ees a ´et´e ´elabor´e, le Tableau 7.5 en pr´esente une partie. En utilisant les repr´esentations graphiques et s´emantiques de ces entit´es, nous avons d´evelopp´e une biblioth`eque graphique des entit´es g´en´eriques qui a ´et´e impl´ement´ee dans le logiciel Autodesk Mechanical Desktop. Ainsi la mod´elisation d’une pi`ece par entit´es consiste en la s´election successive dans cette biblioth`eque de types d’entit´es appropri´es et en la sp´ecification de leurs param`etres et leurs coordonn´ees. L’utilisation de cette biblioth`eque permet de cr´eer rapidement et ais´ement un mod`ele 3D de la pi`ece, et d’obtenir sa repr´esentation en entit´es. La Figure 7.4 pr´esente une boˆıte de dialogue `a utiliser pour ajouter dans le mod`ele de la pi`ece une entit´e de type « trou cylindrique ».
7.4. Mod´elisation de la pi`ece par entit´es
Pour la mod´elisation de la pi`ece dont nous avons dispos´ee pour notre ´etude, nous avons notamment utilis´e les deux types d’entit´es pr´esent´es dans la Figure 7.6, `a savoir : « trou cylindrique `a deux niveaux » (`a gauche) et « trou cylindrique `a trois niveaux » (`a droite).
Fig. 7.6 – Types d’entit´es utilis´ees pour la mod´elisation de la pi`ece
Puisque l’Autodesk Mechanical Desktop est un outil commercial, une voie ad hoc a ´et´e aussi pr´evue pour les cas o`u son utilisation serait impossible. Dans une telle situation, l’utilisateur peut cr´eer un mod`ele virtuel de la pi`ece en entit´es en sp´ecifiant les entit´es et leurs coordonn´ees dans notre syst`eme sans utiliser l’Autodesk Mechanical Desktop.
Rappelons que la mod´elisation d’une pi`ece en entit´es se fait essentiellement en vue de pouvoir obtenir de mani`ere quasi-automatique l’ensemble des processus d’usinage n´ecessaires pour fabriquer cette pi`ece. Dans ce qui suit, nous allons pr´esenter l’approche mise en œuvre dans le syst`eme MTE pour accomplir cette tache.
7.5
D´etermination des processus d’usinage des entit´es
Cette ´etape consiste `a ´etablir un processus d’usinage pour chaque entit´e, c’est-`a-dire `a d´efinir, pour chaque entit´e, son processus de fabrication : les op´erations, leur ordre et leurs caract´eristiques (le r´egime d’usinage, l’outil de coupe et ses param`etres). Dans la pratique, pour chaque type d’entit´e, il existe souvent un ensemble des processus possibles. Le choix du processus `a appliquer doit ˆetre effectu´e en fonction des crit`eres g´eom´etriques, topolo- giques, technologiques, ´economiques et temporels refl´etant le contexte d’usinage de chaque pi`ece. Afin de tenir compte de ces crit`eres, les informations saisies par l’utilisateur sont ana- lys´ees, comme par exemple les param`etres des entit´es et de la pi`ece usin´ee. Ces informations sont trait´ees `a l’aide des connaissances issues du savoir-faire et de l’application des r`egles « m´etier ». Dans le syst`eme MTE, le choix d’un processus d’usinage est effectu´e de la fa¸con pr´esent´ee sch´ematiquement dans la Figure 7.7.
Selon les param`etres des entit´es et de la pi`ece usin´ee (mat´eriau, dimensions, productivit´e exig´ee, pr´ecision et rugosit´e d’usinage, etc.), le logiciel choisit tous les processus possibles pour l’usinage d’une entit´e `a partir d’une base de donn´ees. Les processus s´electionn´es sont ensuite class´es en utilisant une matrice de pr´ef´erence. L’utilisateur (d´ecideur) peut accepter le processus class´e en tˆete, le modifier ou en choisir un autre.
7.5. D´etermination des processus d’usinage des entit´es
Fig. 7.7 – Choix d’un processus d’usinage pour une entit´e
Les processus d’usinage pour les entit´es dont les types ne sont pas recens´es dans la base de donn´ees peuvent ˆetre form´es par l’utilisateur en corrigeant les processus pr´esents dans la base de donn´ees du syst`eme MTE ou en entrant directement les transformations technologiques n´ecessaires Les processus ainsi obtenus peuvent ˆetre ensuite sauvegard´es dans la base de donn´ees du syst`eme. La figure 7.8 illustre une boˆıte de dialogue pour l’´elaboration d’un processus d’usinage pour un trou cylindrique.
Fig. 7.8 – Boˆıte de dialogue pour ´etablir le processus d’usinage d’un trou cylindrique
« 0 » signifie « la valeur conseill´ee de l’intervalle des valeurs admissibles ») qui ont ´et´e choisis par le syst`eme MTE pour la r´ealisation des usinages n´ecessaires pour notre exemple. Pour d´eterminer la configuration de la machine de transfert r´ealisant la pi`ece donn´ee et son coˆut, il faut affecter ces op´erations `a des boˆıtiers et `a des postes de travail. Pour distinguer les affectations admissibles et non, les contraintes suivantes sont utilis´ee : les contraintes de pr´ec´edence, d’inclusion et d’exclusion au niveau des blocs et des postes de travail. Les r`egles « m´etier », employ´ees `a l’´etape du choix des processus d’usinage, induisent plusieurs types de contraintes qui peuvent ˆetre ´etablies automatiquement par le syst`eme. Dans ce qui suit, nous pr´esentons le processus de leur ´etablissement au sein du syst`eme MTE.
Ops Description li vc0(i) ni fz0(i) z fn0(i) vf 0(i)
1 Fraisage ´ebauche 440 2356 3000 0,1 12 1,2 3600
face culasse ∅ 250
2-9 Lamage trou 45 163 4100 0,12 2 0,24 984
fixation culasse ∅ 12,64
10-11 Al´esage ´ebauche 45 155 4100 0,12 2 0,24 984 d´epart usinage∅ 12
12-13 Al´esage ´ebauche 28,4 161 4100 0,12 2 0,24 984 d´epart usinage∅ 12,5
14-15 Al´esage ´ebauche 13,4 174 4100 0,12 2 0,24 984 d´epart usinage∅ 13,5
16-17 Al´esage finition 45 161 4100 0,12 2 0,24 492
d´epart usinage∅ 12,5
18-19 Al´esage finition 28,4 167 4100 0,12 2 0,24 492 d´epart usinage∅ 13
20-21 Al´esage finition 13,4 180 4100 0,12 2 0,24 492 d´epart usinage∅ 14
22 Fraisage finition 570 2765 2200 0,125 20 2,5 5500
face vilebrequin ∅ 400
23-32 Al´esage fixation 50 119 4500 0,1 3 0,3 1350
paliers ∅ 8,43
33-42 Per¸cage ´ebauche goupille 20 85 4500 0,12 540 orientation carter chapeau ∅ 6
43-44 Per¸cage ´ebauche d´epart 20 98 2700 0,2 540
usinage face vilebrequin∅ 11,5
45-54 Al´esage fixation 6,3 150 4500 0,1 3 0,3 1350
paliers ∅ 10,59
55-56 Al´esage finition d´epart 16 155 4100 0,12 1 0,12 492 usinage face vilebrequin ∅ 12
57-66 Taraudage + Detaraudage 2· 44 40 1415 1,25 1769 fixation paliers M 9× 1, 25