Techniques de cr´ eation

Un mod`ele `a base de caract´eristiques pilote la construction d’objets `a travers un ensemble d’op´erations de haut niveau (rainure, trou, bosse, etc.). Le r´esultat est une g´eom´etrie repr´esent´ee par les mod`eles g´eom´etriques et qui se traduit en termes de topologie par des volumes, des faces, des arˆetes, etc. Par cons´equent, un mod`ele `a base de caract´eristiques peut ˆetre repr´esent´e par une structure `a deux composantes : le mod`ele g´eom´etrique (ou encore le noyau g´eom´etrique par analogie avec la premi`ere composante du syst`eme param´etrique d´efini dans la section 2.1.1) et le mod`ele des caract´eristiques contenant les d´efinitions de la forme, les attributs de dimension et de position, les contraintes g´eom´etriques, les attributs non g´eom´etriques (par analogie avec les syst`emes param´etriques, cette seconde composante correspond `a la couche de sp´ecification param´etrique, avec la sauvegarde de l’historique de mod´elisation en moins), etc. Selon que l’on d´eduit un mod`ele de l’autre, [SM95, GM93] classent la conception `a base de caract´eristiques en deux cat´egories :

1. la reconnaissance de caract´eristiques : des informations (caract´eristiques) sont calcul´ees `a partir d’un mod`ele g´eom´etrique et lui sont associ´ees par la suite. Les m´ethodes de calculs peuvent ˆetre interactives ou automatiques ;

2. la conception par caract´eristiques : la g´eom´etrie est cr´e´ee `a partir de la donn´ee de ca- ract´eristiques.

La figure 2.14 donne un aper¸cu des diff´erentes techniques de cr´eation de caract´eristiques. Méthodes de définition de caractéristiques Décomposition en enveloppes convexes Plan de coupe Décomposition en cellules Syntaxiques Techniques d’IA Graphes Réseaux neuronaux Classification de degrés de liberté Appariement de frontières Appariement d’arbres CSG Procédurale Déclarative Ad−hoc Restreinte Basée sur les frontières Basée sur les volumes Reconaissance de caractéristiques prédéfinies Reconaissance de régions à usiner Reconaissance automatique Reconaissance interactive Conception par caractéristiques

Fig. 2.14: Les techniques de cr´eation de caract´eristiques (extrait de [SM95]).

Les techniques de cr´eation de caract´eristiques sont diverses et nombreuses [SHk93, AM95, Reg95, SM95, HR98]. Nous nous int´eressons principalement aux techniques de conception par caract´eristiques. N´eanmoins, dans un objectif de compl´etude, nous allons, dans la partie qui suit, exposer bri`evement le principe des techniques de reconnaissance de caract´eristiques. Pour plus de d´etails, nous recommandons la lecture des documents [Flo87, LF87, JC88, WK93, SSS94, TK94, PRS94, SW97].

Reconnaissance de caract´eristiques

Historiquement, le souhait exprim´e par les industriels ´etait d’associer des informations rela- tant le cycle de vie d’un produit durant sa fabrication aux ´el´ements du mod`ele g´eom´etrique qui le repr´esente.

Ainsi sont n´ees les techniques de reconnaissance de caract´eristiques qui transforment un mod`ele g´eom´etrique (issu des bureaux de conception) en un mod`ele `a base de caract´eristiques (principalement les caract´eristiques d’usinage) et assurent, par la mˆeme occasion, l’int´egration de la conception `a la production. Initialement interactive (ajout de caract´eristiques apr`es l’expertise d’un utilisateur humain), la reconnaissance de caract´eristiques est devenue, dans les ann´ees 80, plus ou moins automatique.

Conception par caract´eristiques

Avec cette technique, le mod`ele g´eom´etrique est sp´ecifi´e au moyens de caract´eristiques di- verses et vari´ees. Pour cela, le syst`eme de mod´elisation utilise une biblioth`eque de caract´eristiques pr´ed´efinies. D`es lors, il suffit d’instancier, au besoin, des ´el´ements de cette biblioth`eque par une

sp´ecification de contrainte, de param`etres de dimension et de position, etc. Le sch´ema de la figure 2.15 montre cette architecture.

procédures de définition de la géométrie utilisateur géométriqueModèle caractéristiques à base deModèle caractéristiques Bibliothèque de géométriqueModeleur

de caractéristiquesModeleur à base

Fig. 2.15: Conception par caract´eristiques (extrait de [SM95]).

Les premiers syst`emes `a base de caract´eristiques ont ´et´e mis en œuvre pour r´epondre aux besoins d’usinage exprim´es par l’industrie (voir l’exemple de la figure 2.16). Les objets ´etaient cr´e´es en soustrayant d’un brut initial, les caract´eristiques qui correspondent `a l’enl`evement de mati`ere par op´eration d’usinage, d’o`u la nature dite « destructive » de ce type de syst`eme. De mˆeme, il existe plusieurs prototypes d´evelopp´es dans cette perspective. On peut citer :

– le prototype ´elabor´e par Arbab durant sa th`ese [Arb82] ;

– le syst`eme NEXT-cut d´efini par Cutkosky et ces coll`egues [CT92] ;

– Le syst`eme QTC (Quick Turnaround Cell ) de l’universit´e de Purdue [CAM88] ; – le syst`eme HutCAPP [MOP89], etc.

parall`element, d’autres besoins ont ´et´e exprim´es et de nouveaux syst`emes par caract´eristiques sont apparus. Ces derniers ont adopt´e une approche moins d´ependante de la fabrication. En d’autres termes, les caract´eristiques peuvent ˆetre aussi bien additives que soustractives. Ils portent une s´emantique qui va au-del`a des pratiques utilis´ees dans la fabrication d’outils in- dustriels. Les syst`emes qui entrent dans cette cat´egorie sont, entre autres, issus des travaux universitaires [Min85, LDS86], mais aussi du monde industriel tels que Pro/ENGINEER, CA- TIA, TopSolid, etc.

Comme pour les syst`emes param´etriques, les contraintes utilis´ees dans les syst`emes `a base de caract´eristiques sont orient´ees ou non. Dans le premiers cas, on parle de syst`emes par ca- ract´eristiques avec une approche fonctionnelle, alors que dans le second, on parle plutˆot de syst`emes par caract´eristiques avec une approche ´equationnelle.