Détection du déréglage le plus probable d'un processus d'usinage par outil coupant

International audienceL'usinage d'une pièce mécanique est caractérisé par le déplacement des outils pour générer les surfaces de la pièce. Ce déplacement répété des outils au contact des pièces successives génère de la variabilité sur les outils qui sont à l'origine des écarts sur les pièces. Il faut donc régulièrement mesurer la (les) dernière(s) pièce(s) produite(nt) et comparer la mesure à la géométrie cible pour corriger ces écarts. Un réglage initial des outils est également nécessaire avant le lancement de la série de pièces. De ce fait, on doit agir sur un certain nombre de paramètres réglables de la machine. Dans le cas d'usinage par machine-outil à commande numérique, on agit principalement sur les correcteurs d'outils. Dans un processus de fabrication, la pièce usinée est soumise à l'action de plusieurs outils de coupe auxquels on associe des correcteurs, pour corriger soit leur position, soit leur forme. Le choix du meilleur réglage possible est trivial si chaque caractéristique n'est impactée que par un seul correcteur. Le problème est différent et plus complexe lorsque chaque caractéristique est impactée par plusieurs correcteurs et qu'il existe par conséquent une structure d'interdépendance entre ces caractéristiques. Cet article présente une stratégie originale consistant à identifier la combinaison de réglage qui compense au mieux le décentrage global de la pièce sur l'ensemble de ses caractéristiques. On fait l'hypothèse que la situation mesurée est la résultante d'un décalage d'un nombre fini d'outils. Si on trouve une combinaison de réglage qui reproduit au mieux l'ensemble des déréglages constatés, il est alors fort probable que ce soit la bonne combinaison de réglages à réalise

Pilotage des usinages tridimensionnels

Dans la plupart des entreprises de fabrication mécanique, le réglage des machines-outils est une tâche déléguée au régleur qui cherche à garantir les tolérances. Cela a pour conséquence d augmenter le temps de réglage pour une qualité qui n est pas au niveau souhaité. Au cours de ces six dernières années, le laboratoire SYMME a élaboré des méthodes de pilotage (Copilot-Pro®et Pilotage inertiel) pour résoudre le problème de réglage des machines-outils. Fondés sur ces deux méthodes, les travaux présentés en font une synthèse et présentent des nouvelles avancées dans le pilotage de commande numériques afin d obtenir la meilleure qualité possible quelle que soit la complexité de la pièce. L apport de ce travail est présenté en cinq chapitres. Le premier chapitre présente le contexte général des travaux de recherche et fait un état de l'art des travaux existants, d une part sur le pilotage et d autre part sur la conformité. Le pilotage consiste à réduire la variabilité autour de la cible des produits et la conformité consiste à s'assurer que la dispersion d'une caractéristique est contenue dans l'intervalle de tolérance de celle-ci. Le second chapitre revient sur les méthodes de pilotage qui consistent à établir les relations entre les caractéristiques de la pièce et les correcteurs et propose dessolutions pour améliorer le calcul de la correction en tenant compte à la fois des tolérances et des nombres de points palpés sur les surfaces de la pièce. Le troisième chapitre présente les stratégies de pilotage et met en évidence les limites des méthodes classiques de détection des situations hors contrôle qui sont la carte de contrôle de Shewhart et la carte T de Hotelling. Le quatrième chapitre fait une synthèse des méthodologies pour faciliter le déploiement des méthodes dans l industrie. Le cinquième chapitre présente une application expérimentale du pilotage inertiel et un témoignage de l'utilisation du pilotage matriciel dans une entreprise d'horlogerie. Une conclusion rappelle les principaux apports de ce travail.In most mechanical manufacturing companies, setting machine-tools is a task delegated to the setter who seeks to ensure tolerances. This has the consequence of increasing the adjustment time with a quality that is not at the desired level. Over the past six years, the SYMME laboratory has developed steering methods (Copilot -Pro ® and inertial steering) to solve the problem of setting machine tools. Based on these methods, the works presented make a synthesis and presents new advances in steering of digital controls (CNC) to obtain the best quality regardless of the complexity of the part. The contribution of this workis presented in five chapters. The first chapter presents the general context of the research and makes a state of the art of existing works, on the one hand on the steering and on the other hand on the conformity. The steering consists in reducing the variability around the target products and the conformity consists in verifyingthat the dispersion of a characteristic is inside its tolerance interval. The second chapter discusses the methods of steering which consist in establishing the relationship between the characteristics of the workpiece and thetool-offsets and propose solutions to improve the calculation of the correction taking into account both tolerances and number of points probed on the surfaces of the workpiece. The third chapter presents the steering strategies and highlights the limitations of conventional methods for detecting out of control situations which are the Shewhart's control card and the T Hotelling s card. The fourth chapter is a synthesis of methodologies to facilitate the deployment of the methods in the industry. The fifth chapter presents an experimental application of inertial steering and a debriefing on the matrix steering used in a watch manufacturer company. Conclusion reiterates the main contributions of this workSAVOIE-SCD - Bib.électronique (730659901) / SudocGRENOBLE1/INP-Bib.électronique (384210012) / SudocGRENOBLE2/3-Bib.électronique (384219901) / SudocSudocFranceF

Multivariate SPC for Total Inertial Tolerancing

This paper presents a joint use of the T² chart and Total Inertial Tolerancing for process control. Here, we will show an application of these approaches in the case of the machining of mechanical workpieces using a cutting tool. When a cutting tool in machining impacts different manufactured dimensions of the workpiece, there is a correlation between these parameters when the cutting tool has maladjustment due to bad settings. Thanks to Total Inertial Steering, the correlation structure is known. This paper shows how T² charts allow one to take this correlation into account when detecting the maladjustment of the cutting tool. Then the Total Inertial Steering approach allows one to calculate the value of tool offsets in order to correct this maladjustment. We will present this approach using a simple theoretical example for ease of explanation

Pilotage des usinages tridimensionnels

In most mechanical manufacturing companies, setting machine-tools is a task delegated to the setter who seeks to ensure tolerances. This has the consequence of increasing the adjustment time with a quality that is not at the desired level. Over the past six years, the SYMME laboratory has developed steering methods (Copilot -Pro ® and inertial steering) to solve the problem of setting machine tools. Based on these methods, the works presented make a synthesis and presents new advances in steering of digital controls (CNC) to obtain the best quality regardless of the complexity of the part. The contribution of this workis presented in five chapters. The first chapter presents the general context of the research and makes a state of the art of existing works, on the one hand on the steering and on the other hand on the conformity. The steering consists in reducing the variability around the target products and the conformity consists in verifyingthat the dispersion of a characteristic is inside its tolerance interval. The second chapter discusses the methods of steering which consist in establishing the relationship between the characteristics of the workpiece and thetool-offsets and propose solutions to improve the calculation of the correction taking into account both tolerances and number of points probed on the surfaces of the workpiece. The third chapter presents the steering strategies and highlights the limitations of conventional methods for detecting out of control situations which are the Shewhart's control card and the T² Hotelling’s card. The fourth chapter is a synthesis of methodologies to facilitate the deployment of the methods in the industry. The fifth chapter presents an experimental application of inertial steering and a debriefing on the matrix steering used in a watch manufacturer company. Conclusion reiterates the main contributions of this workDans la plupart des entreprises de fabrication mécanique, le réglage des machines-outils est une tâche déléguée au régleur qui cherche à garantir les tolérances. Cela a pour conséquence d’augmenter le temps de réglage pour une qualité qui n’est pas au niveau souhaité. Au cours de ces six dernières années, le laboratoire SYMME a élaboré des méthodes de pilotage (Copilot-Pro®et Pilotage inertiel) pour résoudre le problème de réglage des machines-outils. Fondés sur ces deux méthodes, les travaux présentés en font une synthèse et présentent des nouvelles avancées dans le pilotage de commande numériques afin d’obtenir la meilleure qualité possible quelle que soit la complexité de la pièce. L’apport de ce travail est présenté en cinq chapitres. Le premier chapitre présente le contexte général des travaux de recherche et fait un état de l'art des travaux existants, d’une part sur le pilotage et d’autre part sur la conformité. Le pilotage consiste à réduire la variabilité autour de la cible des produits et la conformité consiste à s'assurer que la dispersion d'une caractéristique est contenue dans l'intervalle de tolérance de celle-ci. Le second chapitre revient sur les méthodes de pilotage qui consistent à établir les relations entre les caractéristiques de la pièce et les correcteurs et propose dessolutions pour améliorer le calcul de la correction en tenant compte à la fois des tolérances et des nombres de points palpés sur les surfaces de la pièce. Le troisième chapitre présente les stratégies de pilotage et met en évidence les limites des méthodes classiques de détection des situations hors contrôle qui sont la carte de contrôle de Shewhart et la carte T² de Hotelling. Le quatrième chapitre fait une synthèse des méthodologies pour faciliter le déploiement des méthodes dans l’industrie. Le cinquième chapitre présente une application expérimentale du pilotage inertiel et un témoignage de l'utilisation du pilotage matriciel dans une entreprise d'horlogerie. Une conclusion rappelle les principaux apports de ce travail

Pilotage des usinages tridimensionnels

In most mechanical manufacturing companies, setting machine-tools is a task delegated to the setter who seeks to ensure tolerances. This has the consequence of increasing the adjustment time with a quality that is not at the desired level. Over the past six years, the SYMME laboratory has developed steering methods (Copilot -Pro ® and inertial steering) to solve the problem of setting machine tools. Based on these methods, the works presented make a synthesis and presents new advances in steering of digital controls (CNC) to obtain the best quality regardless of the complexity of the part. The contribution of this workis presented in five chapters. The first chapter presents the general context of the research and makes a state of the art of existing works, on the one hand on the steering and on the other hand on the conformity. The steering consists in reducing the variability around the target products and the conformity consists in verifyingthat the dispersion of a characteristic is inside its tolerance interval. The second chapter discusses the methods of steering which consist in establishing the relationship between the characteristics of the workpiece and thetool-offsets and propose solutions to improve the calculation of the correction taking into account both tolerances and number of points probed on the surfaces of the workpiece. The third chapter presents the steering strategies and highlights the limitations of conventional methods for detecting out of control situations which are the Shewhart's control card and the T² Hotelling’s card. The fourth chapter is a synthesis of methodologies to facilitate the deployment of the methods in the industry. The fifth chapter presents an experimental application of inertial steering and a debriefing on the matrix steering used in a watch manufacturer company. Conclusion reiterates the main contributions of this workDans la plupart des entreprises de fabrication mécanique, le réglage des machines-outils est une tâche déléguée au régleur qui cherche à garantir les tolérances. Cela a pour conséquence d’augmenter le temps de réglage pour une qualité qui n’est pas au niveau souhaité. Au cours de ces six dernières années, le laboratoire SYMME a élaboré des méthodes de pilotage (Copilot-Pro®et Pilotage inertiel) pour résoudre le problème de réglage des machines-outils. Fondés sur ces deux méthodes, les travaux présentés en font une synthèse et présentent des nouvelles avancées dans le pilotage de commande numériques afin d’obtenir la meilleure qualité possible quelle que soit la complexité de la pièce. L’apport de ce travail est présenté en cinq chapitres. Le premier chapitre présente le contexte général des travaux de recherche et fait un état de l'art des travaux existants, d’une part sur le pilotage et d’autre part sur la conformité. Le pilotage consiste à réduire la variabilité autour de la cible des produits et la conformité consiste à s'assurer que la dispersion d'une caractéristique est contenue dans l'intervalle de tolérance de celle-ci. Le second chapitre revient sur les méthodes de pilotage qui consistent à établir les relations entre les caractéristiques de la pièce et les correcteurs et propose dessolutions pour améliorer le calcul de la correction en tenant compte à la fois des tolérances et des nombres de points palpés sur les surfaces de la pièce. Le troisième chapitre présente les stratégies de pilotage et met en évidence les limites des méthodes classiques de détection des situations hors contrôle qui sont la carte de contrôle de Shewhart et la carte T² de Hotelling. Le quatrième chapitre fait une synthèse des méthodologies pour faciliter le déploiement des méthodes dans l’industrie. Le cinquième chapitre présente une application expérimentale du pilotage inertiel et un témoignage de l'utilisation du pilotage matriciel dans une entreprise d'horlogerie. Une conclusion rappelle les principaux apports de ce travail

Stearing of three-dimensional machinings

Dans la plupart des entreprises de fabrication mécanique, le réglage des machines-outils est une tâche déléguée au régleur qui cherche à garantir les tolérances. Cela a pour conséquence d’augmenter le temps de réglage pour une qualité qui n’est pas au niveau souhaité. Au cours de ces six dernières années, le laboratoire SYMME a élaboré des méthodes de pilotage (Copilot-Pro®et Pilotage inertiel) pour résoudre le problème de réglage des machines-outils. Fondés sur ces deux méthodes, les travaux présentés en font une synthèse et présentent des nouvelles avancées dans le pilotage de commande numériques afin d’obtenir la meilleure qualité possible quelle que soit la complexité de la pièce. L’apport de ce travail est présenté en cinq chapitres. Le premier chapitre présente le contexte général des travaux de recherche et fait un état de l'art des travaux existants, d’une part sur le pilotage et d’autre part sur la conformité. Le pilotage consiste à réduire la variabilité autour de la cible des produits et la conformité consiste à s'assurer que la dispersion d'une caractéristique est contenue dans l'intervalle de tolérance de celle-ci. Le second chapitre revient sur les méthodes de pilotage qui consistent à établir les relations entre les caractéristiques de la pièce et les correcteurs et propose dessolutions pour améliorer le calcul de la correction en tenant compte à la fois des tolérances et des nombres de points palpés sur les surfaces de la pièce. Le troisième chapitre présente les stratégies de pilotage et met en évidence les limites des méthodes classiques de détection des situations hors contrôle qui sont la carte de contrôle de Shewhart et la carte T² de Hotelling. Le quatrième chapitre fait une synthèse des méthodologies pour faciliter le déploiement des méthodes dans l’industrie. Le cinquième chapitre présente une application expérimentale du pilotage inertiel et un témoignage de l'utilisation du pilotage matriciel dans une entreprise d'horlogerie. Une conclusion rappelle les principaux apports de ce travail.In most mechanical manufacturing companies, setting machine-tools is a task delegated to the setter who seeks to ensure tolerances. This has the consequence of increasing the adjustment time with a quality that is not at the desired level. Over the past six years, the SYMME laboratory has developed steering methods (Copilot -Pro ® and inertial steering) to solve the problem of setting machine tools. Based on these methods, the works presented make a synthesis and presents new advances in steering of digital controls (CNC) to obtain the best quality regardless of the complexity of the part. The contribution of this workis presented in five chapters. The first chapter presents the general context of the research and makes a state of the art of existing works, on the one hand on the steering and on the other hand on the conformity. The steering consists in reducing the variability around the target products and the conformity consists in verifyingthat the dispersion of a characteristic is inside its tolerance interval. The second chapter discusses the methods of steering which consist in establishing the relationship between the characteristics of the workpiece and thetool-offsets and propose solutions to improve the calculation of the correction taking into account both tolerances and number of points probed on the surfaces of the workpiece. The third chapter presents the steering strategies and highlights the limitations of conventional methods for detecting out of control situations which are the Shewhart's control card and the T² Hotelling’s card. The fourth chapter is a synthesis of methodologies to facilitate the deployment of the methods in the industry. The fifth chapter presents an experimental application of inertial steering and a debriefing on the matrix steering used in a watch manufacturer company. Conclusion reiterates the main contributions of this wor

Différentes stratégies de filtrage en pilotage inertiel multicritères.

International audienceLe pilotage inertiel multicritère est une approche nouvelle pour le pilotage des processus de production. Il consiste à minimiser l'inertie sur l'ensemble des caractéristiques du produit en recherchant les actions optimales sur le vecteur d'action de réglage. L'approche consiste dans un premier temps à rechercher par calcul ou par expérimentation la matrice d'incidence du vecteur d'action sur le vecteur des caractéristiques, puis de calculer la pseudo inverse de la matrice d'incidence pour obtenir la matrice de pilotage. On doit cependant tenir compte de deux éléments : la variabilité naturelle du processus et le niveau de qualité différent que l'on veut obtenir sur chacune des caractéristiques. Dans ce contexte l'application directe du pilotage par la pseudo inverse ne donne pas les résultats optimums et on doit adapter une stratégie de filtrage des écarts. Plusieurs stratégies sont possibles : 1. L'utilisation d'une matrice d'incidence pondérée 2. Le filtrage des écarts à partir de cartes de contrôle individuelles 3. Le filtrage pour garantir l'inertie avec un risque beta 4. L'optimisation par un filtrage en deux temps des écarts 5. L'utilisation du réglage pondéré Après avoir brièvement rappelé les grandes lignes du pilotage inertiel multicritères, l'article décrit chacune des stratégies de filtrage possible qui peuvent être utilisées seules ou de façon combinée. Une validation du gain apporté par chacune des stratégies est réalisée par simulation de la réalisation d'une pièce mécanique par plan d'expériences de résolution IV

Stratégies de réglage optimales d'un processus de fabrication mécanique.

International audienceL'objectif de qualité dans la production de pièces mécaniques conduit à rechercher des stratégies de réglage qui minimisent la variabilité de la production. La stratégie courante consiste à utiliser les cartes de contrôle de Shewhart pour filtrer les situations hors contrôle. Dans une situation hors contrôle, on règle de la valeur de l'écart entre la moyenne constatée et la cible. Cette méthodologie a ses limites et, dans la première partie de l'article, nous montrons la stratification des données qu'elle engendre. Dans la seconde partie de l'article, nous proposons une étude sur plusieurs leviers pour améliorer ces résultats et supprimer la stratification. Nous concluons sur l'intérêt d'utiliser de façon conjointe un réglage pondéré avec l'utilisation de l'écart-type combiné. Cette nouvelle approche améliore la variabilité long-terme de 15% par rapport à un pilotage classique par carte de contrôle de Shewhart

Utilisation du tolérancement géométrique pour le réglage des machines-outils : Le pilotage inertiel total.

International audienceLe tolérancement GPS, Spécification Géométrique des Produits, a été élaboré pour essayer de rapprocher le plus possible le produit fabriqué à son modèle idéal. Cependant ce tolérancement n'est pas utilisé pour piloter les usinages. Il est plutôt utilisé pour vérifier la conformité des produits en dehors de la machine-outil. Pourtant le but du pilotage est de recentrer le produit sur sa cible et ainsi garantir individuellement sa conformité vis-à-vis des tolérances. L'article propose une démarche permettant d'utiliser le tolérancement géométrique pour le réglage des machine-outils. Dans le cas de la produciton par machines-outils à commande numérique (MOCN), on cherche à relier les paramètres d'action pilotables sur la machine (correcteurs d'outils, offsets numériques ou programme) aux écarts des points mesurés. Cette approche est appelée le pilotage inertiel total. On obtient ainsi une matrice d'incidence qui représente l'influence des correcteurs sur les écarts des points mesurés. En mesurant la dernière pièce produite, on détermine les corrections à apporter pour minimiser les écarts sur la prochaine pièce à produire

Machine-tool setting: Algorithm for passing the adjustment by points to the adjustment on dimensions.

International audienc