Fixtureless geometric inspection of nonrigid parts using "generalized numerical inspection fixture"

Résumé

Aujourd’hui les pièces mécaniques de forme libre et qui sont souples (non rigides) sont fréquentes dans les industries automobile et aéronautique. Ces pièces possèdent des formes significativement différentes à l'état libre que leurs formes nominales, telles que définies dans un modeleur numérique, en raison de leurs variations dimensionnelles et géométriques, l’effet de la gravité et les contraintes résiduelles induites par le procédé de fabrication. Pour l'inspection géométrique de ces pièces flexibles, des appareils d'inspection spécialisés tel que les gabarits de conformation, en combinaison avec les machines à mesure tridimensionnelle (MMT) et/ou des dispositifs d'acquisition de données optiques (scanners) sont utilisés. Ce qui se traduit immanquablement par des coûts et des délais additionnels qui se traduisent par une carence de compétitivité pour l’industrie. L'objectif de cette thèse est de faciliter l'inspection dimensionnelle et géométrique des composants flexibles à partir d'un nuage de points sans l'aide d’un gabarit ou autre opération de conformation secondaire. Plus précisément, nous visons à développer une méthodologie pour localiser et quantifier les défauts de profil dans le cas des coques minces qui sont typiques pour les industries aéronautique et automobile. La méthodologie présentée est basée sur le fait que la distance géodésique entre deux points d'une forme demeure invariante au cours d'une déformation isométrique (absence d’étirement, stretch). Cette étude développe donc la théorie générale, les méthodes et outils pour une métrologie des pièces non rigides en se basant sur l’hypothèse d’une déformation isométrique. Nous avons ainsi développé une méthode originale que nous avons nommée ‘Gabarit d'Inspection Numérique Généralisée (GNIF)’. C’est une méthodologie robuste qui utilise les découvertes et technologies récemment développées en géométrie métrique et algorithmique. Les techniques de réduction dimensionnelle non linéaire sont employées pour identifier les meilleures correspondances entre deux sets de points (CAD et nuage mesuré). Finalement, la méthode des éléments finis est employée en post-traitement pour ‘caler’ les deux nuages de points et produire un état numérique ‘virtuel’ d’une opération de conformation pour atteindre le but du projet qui est de développer une approche générale de l'inspection géométrique sans gabarit pour les pièces non rigides. La validation et l’exploration des performances métrologiques de notre approche sont réalisées sur des composants typiques de l’industrie.

Date	10 févr. 2014
langue originale	Anglais américain
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Antoine Tahan (Directeur(-trice))