Geometrical inspection of flexible parts using intrinsic geometry

Résumé

Le probleme du tolerancement des pieces mecaniques est decisif pour I'industrie de pointe. Ses incidences economiques sont importantes pour le secteur manufacturier qui subit des transformations profondes imposees par la globalisation des marches et revolution constante des technologies (CAO, CMM, 3D Scanner, etc.). U est admit aujourd'hui que I'optimisation des performances des produits requiert la prise en compte des variations inherentes aux processus de fabrication, d'ou le controle de la qualite a travers le processus de developpement et de fabrication. Dans le cas des composantes dites 'flexibles' (ou non rigides), par exemple des pieces mecanique a parol minces comme le revetement d'un avion ou d'une auto, I'usage industriel actuel est limite encore a I'utilisation de gabarit de conformite, relativement couteux, qui contraignent la geometric de la piece a un etat qui reflete 1'assemblage. Par la suite, des mesures par contact directe ou par scanner sont effectuees. C'est ainsi I'industrie elimine I'effet des deformations dues a la flexibilite de la piece pour tenter de detecter les defauts dus au procede de fabrication. Le projet propose a pour objectif de faciliter les operations d'inspection dimensionnelle et geometrique des composantes flexibles a partir d'un nuage de points, et ce, sans recours a un gabarit ou des operations secondaires de conformation. Plus specifiquement, nous visons le developpement d'une methodologie qui permettra de localiser et de quantifier les defauts de profil dans le cas des coques minces typique des industries aerospatiales et automobiles. Pour arriver a cet objectif, nous mettons en oeuvre une idee que nous appelons Numerical Inspection Fixture. Nous utilisons les distances geodesiques pour detecter la similarite intrinseque entre une piece a I'etat libre qui inclus les effets de gravite, des contraintes internes et des defauts de fabrication, et la meme piece telle que definie nominalement par un modele CAO. Ce memoire developpe le fondement theorique de cette methode et les algorithmes qu'y sont relies. Nous employons une approche, deja employe dans le domaine de I'imagerie medicale, pour identifier les distances geodesiques minimales (geometric metrique), les statistiques {Multidimensional Scaling - MDS) pour analyser les similarites et dissimilarites entre deux objets, ainsi que la methode d'elements finis (FE) pour aboutir a une approche generate et original pour I'inspection de pieces geometriques non rigides. Deux methodes y sont proposees avec des validations numeriques.

Date	14 juil. 2010
langue originale	Anglais américain
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Antoine Tahan (Directeur(-trice)) & Jean-François Chatelain (Codirecteur(-trice))