FR2888959A1 - Procede et dispositif de simulation de cintrage d'un tube - Google Patents
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Abstract
Le procédé de simulation de cintrage d'un tube au moyen d'au moins une machine de cintrage, comprend une étape de calcul d'au moins un cycle de commandes de cintrage (30,35) liées au moins à un paramètre de fabrication du tube en fonction d'un jeu de données tube (10) et d'un jeu de données technologiques (20). On obtient au moins un modèle géométrique tridimensionnel (40) d'au moins une machine de cintrage et d'outils mécaniques associés en fonction d'au moins un paramètre (50) issu du cycle de commandes de cintrage ainsi calculées (30, 35). Selon le cycle de commandes de cintrage ainsi calculées (35), obtenir une simulation tridimensionnelle et cinématique du processus de cintrage du tube ainsi représenté par le jeu de données tube (10) au moyen d'au moins une machine de cintrage et d'outils mécaniques associés ainsi représentés par le modèle géométrique tridimensionnel correspondant (40). On vérifie la possibilité de fabriquer le tube au moyen d'au moins une machine de cintrage et d'outils mécaniques associés lors de la simulation tridimensionnelle et cinématique ainsi obtenue.
Description
La présente invention concerne la simulation de cintrage d'un tube.
Elle trouve une application dans de nombreux domaines et plus particulièrement dans le domaine de l'aéronautique dans lequel les tubes doivent être conçus avec soin afin de pouvoir être fabriqués et installés dans un aéronef.
On entend ici par tube tout élément de transport apte à transporter un fluide hydraulique, pneumatique, de carburant, d'écoulement d'eau, ou analogue.
Dans la suite de la description, on considère qu'un tube est composé de sections droites jointes par des coudes en arc de cercle, l'ensemble étant constitué d'une seule pièce obtenue par déformation plastique d'un tube initialement rectiligne. Un ensemble de tubes assemblés par des raccords est désigné par le terme tuyauterie. Le tube est ainsi défini par les coordonnées de ses extrémités, les coordonnées de ses points de cassure qui définissent la position des coudes en arcs de cercles et le ratio entre le rayon de courbure des coudes et le diamètre du tube.
De tels tubes peuvent être fabriqués sur des machines à cintrer ou cintreuses dont le principe de fonctionnement consiste à réaliser le cintrage par l'enroulement du tube autour d'un outillage définissant le rayon de cintrage au moyen d'un galet, celui-ci se déplaçant dans un plan et toujours selon le même sens. La réalisation du tube est ainsi mise en oeuvre par des cintrages successifs séparés par des translations (toujours dans le même sens) et des rotations du tube autour de son axe, destinées respectivement à positionner les cintrages et à les orienter.
En pratique, le processus de fabrication exige certaines limitations à l'égard de la longueur minimale des sections droites entre chaque cassure et de la réalisation par déformation ou cintrage des arcs de cercle. Ces limitations sont définies à la fois par des caractéristiques propres au tube comme par exemple la matière qui le constitue et son épaisseur, mais également par des caractéristiques des machines utilisées pour la réalisation des cintrages.
Il en résulte des difficultés de conception et de fabrication du tube liées, dans la phase conception, à la capacité de celui-ci à être effectivement fabriqué, dans la phase fabrication, au choix des machines aptes à le fabriquer. On connaît déjà des outils de conception assistée par ordinateur (CAO) qui apportent une aide significative au concepteur au moyen de modélisation tridimensionnelle des tubes objets de la conception.
Toutefois, de tels outils de CAO n'apportent pas d'aide au concepteur pour prédire a priori quelle machine de cintrage et les outils mécaniques associés sont aptes ou capables de cintrer correctement un tube défini selon des critères prédéterminés.
De même, en production, de tels outils de CAO n'apportent pas d'aide à l'opérateur pour valider a priori sur une nouvelle machine de cintrage un ensemble de tubes identifiés par un critère de sélection du tube, par exemple la matière du tube.
La présente invention remédie à ces inconvénients.
Elle vise à améliorer encore la conception et la fabrication de tels 20 éléments de transport, aussi bien au niveau du bureau d'études, qu'au niveau de la ligne de fabrication.
Notamment, elle vise, en mode conception, à fournir une simulation de cintrage permettant de contrôler la fabricabilité d'un tube nu ou équipé par rapport à un parc de machines de cintrage, le résultat de la simulation étant fonction du parc de machines disponibles au moment de la réalisation de cette simulation et évoluant avec ledit parc.
Elle vise aussi, en mode production, à valider sur une machine de cintrage choisie, un ensemble de tubes identifié en fonction de ses caractéristiques.
Elle porte sur un procédé de simulation de cintrage d'un tube au moyen d'au moins une machine de cintrage.
Selon une définition générale de l'invention, le procédé de simulation comprend les étapes suivantes: - obtenir au moins un jeu de données tube liées à la définition du modèle géométrique tridimensionnel du tube à cintrer; - obtenir au moins un jeu de données technologiques liées à des paramètres d'au moins une machine de cintrage, d'outils mécaniques associés et/ou de matière de tube; - calculer au moins un cycle de commandes de cintrage liées à au moins un paramètre de fabrication du tube en fonction du jeu de données tube 10 et du jeu de données technologiques ainsi obtenues; - obtenir au moins un modèle géométrique tridimensionnel d'au moins une machine de cintrage et d'outils mécaniques associés en fonction d'au moins un paramètre de fabrication issu du cycle de commandes de cintrage ainsi calculées; - selon le cycle de commandes de cintrage ainsi calculées, obtenir une simulation tridimensionnelle et cinématique du processus de cintrage du tube ainsi représenté par le jeu de données tube au moyen de la machine de cintrage et d'outils mécaniques associés ainsi représentés par le modèle géométrique tridimensionnel correspondant; - vérifier la possibilité de fabriquer le tube au moyen d'au moins une machine de cintrage et d'outils mécaniques associés lors de la simulation tridimensionnelle et cinématique ainsi obtenue; et délivrer un jeu de données résultat liées à la fabricabilité du tube par la machine de cintrage et les outils mécaniques associés ainsi simulés.
Un tel procédé apporte une aide significative au concepteur dans la prédiction de la fabricabilité du tube au moyen d'une machine de cintrage choisie. Il s'agit d'une aide à la décision qui peut être apportée aussi bien en mode conception qu'en mode production. II permet ainsi au concepteur d'optimiser le tracé et le découpage d'une tuyauterie en tenant compte des facteurs liés à la capacité de production effective au moment de la conception, des tubes qui la constituent et au fabricant d'optimiser le choix des machines qui, parmi le parc de machines disponibles sont aptes à la fabrication de ce tube.
Selon une réalisation, en cas de vérification négative, il est prévu de modifier au moins un paramètre du jeu de données tube et de répéter l'étape de simulation avec le jeu de données tube ainsi modifié, ce qui permet d'optimiser la conception du tube en fonction des ressources de production.
Selon une autre réalisation, en cas de vérification positive, il est prévu de générer automatiquement au moins une séquence de commandes de cintrage déduites du cycle de commandes de cintrage correspondantes et destinées à la machine de cintrage ainsi simulée, ce qui permet d'optimiser la fabrication du tube à l'aide de la prédiction de la fabricabilité du tube mise en oeuvre en mode conception.
Selon une autre caractéristique importante du procédé selon l'invention, le procédé est appliqué à un parc de plusieurs machines de cintrage et il est prévu en outre les étapes suivantes: - obtenir au moins un modèle géométrique tridimensionnel pour au moins chaque machine de cintrage et d'outils mécaniques associés dudit parc en fonction d'au moins un paramètre de fabrication issu du cycle de commandes de cintrage ainsi calculées; et - répéter la simulation pour chaque modèle géométrique tridimensionnel ainsi obtenu jusqu'à obtenir au moins un résultat positif montrant la fabricabilité du tube au moyen d'au moins une machine de cintrage et d'outils mécaniques associés appartenant audit parc de machines de cintrage.
Un tel procédé apporte ainsi une aide à la décision vis-à-vis de plusieurs machines de cintrage et d'outils mécaniques associés.
Selon encore une autre réalisation, l'étape d'obtention de modèle géométrique tridimensionnel de machine de cintrage et d'outils mécaniques associés est répétée pour chaque paramètre de fabrication issu du cycle de commande de cintrage.
L'étape de simulation peut être mise en oeuvre au bureau d'études dès la phase de définition du tube et/ou sur la ligne de production pour préparer la fabrication du tube.
En pratique, chaque jeu de données tube contient des informations appartenant au groupe formé par des informations sur la référence du tube, la matière, le diamètre extérieur, le diamètre intérieur, le rayon de cintrage, la longueur du sertissage nécessaire à l'installation d'un raccord à une extrémité n 1 du tube, la longueur du sertissage nécessaire à l'installation d'un raccord à une extrémité n 2 du tube, la description des éléments du tube, le nombre de données X, Y, Z, les coordonnées X, Y, Z, de l'extrémité n 1, de l'extrémité n 2 et des points de cassure du tube.
De son côté, chaque jeu de données technologiques contient des informations appartenant au groupe formé par des informations sur la référence de la machine, la matière du tube, le diamètre du tube, l'épaisseur du tube, le rayon de cintrage, le sens de cintrage, les angles minimum et maximum du cintrage, les dimensions, la position mutuelle et la possibilité de déplacement des outils mécaniques de la machine de cintrage.
De son côté, les paramètres du cycle de commandes de cintrage comprennent des informations appartenant au groupe formé par la référence du tube, le diamètre du tube, le rayon de la forme de cintrage, le nombre de machines de cintrage à simuler, le nombre de cycles de cintrage de la machine, l'identifiant de la machine, le numéro de l'extrémité du tube, l'avance chariot, le revirement minimum, le revirement maximum, l'angle de cintrage à appliquer, l'angle de cintrage théorique, le rayon de cintrage réalisé.
Le revirement est défini comme une orientation du tube sur la machine réalisée par une rotation du tube sur lui-même, afin de permettre un cintrage dans un autre plan ou dans une direction opposée à celle du cintrage précédent.
En pratique, le jeu de données résultat comprend des informations appartenant au groupe formé par référence du tube, le diamètre du tube, le rayon de la forme de cintrage, le nombre de machines de cintrage à simuler, le nombre de cycles de cintrage de la machine, l'identifiant de la machine, le numéro de l'extrémité du tube, la réserve de cintrage par rapport à la première extrémité, la réserve de cintrage par rapport à la seconde extrémité, le débit de matières nécessaires à la fabrication, l'avance chariot, le revirement minimum, le revirement maximum, l'angle de cintrage à appliquer, l'angle de cintrage théorique, le rayon de cintrage réalisé, la distance théorique entre deux noeuds, la possibilité d'avance, la possibilité du revirement minimal, la possibilité du revirement maximal et la possibilité de cintrage.
Selon une autre caractéristique importante de l'invention, la simulation comprend un mode continu dépourvu d'arrêt de la simulation en présence d'interférence détectée entre le modèle géométrique tridimensionnel du tube et le modèle géométrique tridimensionnel de la machine de cintrage et des outils mécaniques associés, comprenant une simulation correspondant à une succession de cintrages démarrant par l'une ou l'autre des extrémités du tube et délivrant un fichier contenant le résultat de la simulation.
En variante, la simulation comprend un mode pas à pas comprenant un arrêt de la simulation en présence de chaque interférence détectée, une possibilité d'arrêter la simulation en cours, une simulation pour chaque extrémité du tube, une possibilité de continuer la simulation en cours à la position de la détection, une possibilité d'analyser et de visualiser l'interférence détectée et une écriture des interférences détectées dans un fichier de résultat et un affichage dudit fichier.
La présente invention a également pour objet un dispositif de simulation de cintrage d'un tube au moyen d'au moins une machine de cintrage, comprenant: - des moyens de traitement pour obtenir un jeu de données tube liées à la définition du modèle géométrique tridimensionnel du tube à cintrer; - des moyens de récupération pour obtenir au moins un jeu de données technologiques liées à des paramètres d'au moins une machine de cintrage, d'outils mécaniques associés et/ou de matière de tube; - des moyens de calcul pour calculer au moins un cycle de commandes de cintrage liées à au moins un paramètre de fabrication du tube en fonction du jeu de données tube et du jeu de données technologiques; - des moyens d'obtention pour obtenir au moins un modèle géométrique tridimensionnel d'au moins une machine de cintrage et d'outils mécaniques associés en fonction d'au moins un paramètre issu du cycle de commande de cintrage ainsi calculé ; - des moyens de simulation aptes, selon le cycle de commandes de cintrage ainsi calculé, à obtenir une simulation tridimensionnelle et cinématique du processus de cintrage du tube ainsi représenté par le jeu de données tube au moyen de la machine de cintrage et d'outils mécaniques associés ainsi représentée par le modèle géométrique tridimensionnel correspondant; - des moyens de vérification pour vérifier la possibilité de fabriquer le tube au moyen de la machine de cintrage et d'outils mécaniques associés lors de la simulation tridimensionnelle et cinématique ainsi obtenue; et délivrer un jeu de données résultat liées à la fabricabilité du tube par la machine de cintrage et les outils mécaniques associés ainsi simulés.
La présente invention a également pour objet un support d'informations lisible par un système informatique, éventuellement amovible, totalement ou partiellement, notamment CD-ROM ou support magnétique, tel un disque dur ou une disquette, ou support transmissible, tel un signal électrique ou optique, caractérisé en ce qu'il comporte des instructions d'un programme d'ordinateur permettant la mise en oeuvre d'un procédé tel que décrit ci-avant, lorsque ce programme est chargé et exécuté par un système informatique.
La présente invention a enfin pour objet un programme d'ordinateur stocké sur un support d'informations, ledit programme comportant des instructions permettant la mise en oeuvre d'un procédé tel que décrit ci- avant, lorsque ce programme est chargé et exécuté par un système informatique.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lumière de la description détaillée ci-après et des dessins dans lesquels: - la figure 1 illustre schématiquement l'architecture du dispositif apte à mettre en oeuvre les étapes principales du procédé de simulation selon l'invention; - la figure 2 est un environnement de travail d'un logiciel de CAO accessible en bureau d'études et montrant la détection d'une interférence entre le modèle géométrique tridimensionnel d'une machine de cintrage et le modèle géométrique tridimensionnel d'un tube au cours d'une simulation selon l'invention - la figure 3 représente schématiquement la description et la structure des champs représentatifs des données du jeu de données tube selon l'invention; - les figures 4A et 4B représentent schématiquement la description 10 et la structure des champs des données du jeu de données technologiques selon l'invention; - les figures 5A et 5B représentent schématiquement la description et la structure des données du cycle de commandes de cintrage selon l'invention; et - les figures 6A et 6B représentent schématiquement la description et la structure des données du jeu de données résultat selon l'invention.
En référence à la figure 1, l'utilisateur définit la description du modèle géométrique tridimensionnel du tube à traiter.
Pour cela, l'utilisateur peut extraire des données du tube ou de la tuyauterie associée avec des fonctions spécifiques ou à travers une interface homme/machine utilisant un système de conception assistée par ordinateur, par exemple de type CATIA (nom commercial).
La préparation des données tube permet un prétraitement et une mise en forme au format texte que l'on décrira plus en détail ci-après des données utilisées pour la simulation de cintrage et pour la fabrication de la pièce.
Pour chaque simulation selon l'invention et suivant son origine, un module d'extraction 2 peut être lancé pour fournir un fichier 10 comprenant les caractéristiques géométriques tridimensionnelles du tube nu ou équipé.
Dans le cas où il s'agit d'un tube équipé, un fichier supplémentaire 12 permet de tenir compte des données relatives aux raccords installés en extrémité du tube et de calculer les coordonnées des extrémités du tube nu correspondant.
A l'issue de cette étape de préparation et conception, l'utilisateur obtient ainsi au moins un jeu de données tube 10 lié à la définition du modèle 5 géométrique tridimensionnel du tube à cintrer.
En référence à la figure 3, le fichier 10 relatif aux données tube contient des informations appartenant au groupe formé : la référence du tube CHT1; la matière CHT2; le diamètre extérieur CHT3; le diamètre intérieur CHT4; le rayon de cintrage CHT5, qui est identique pour tous les coudes du tube (on ne change pas d'outillage en cours de cintrage) et exprimé par un ratio au diamètre du tube (1,6D/3D/5D) ; - la longueur de sertissage nécessaire à l'installation d'un raccord à une extrémité n 1 du tube CHT6; - la longueur de sertissage nécessaire à l'installation d'un raccord à une extrémité n 2 du tube CHT7;
- la description des éléments du tube CHT8; et
- le nombre des coordonnées X, Y et Z CHT9, par rapport à la l'extrémité n 1 CHT10, par rapport à l'extrémité n 2 CHT12 et les coordonnées X, Y et Z des points de cassure du tube CHT11.
Le tableau illustrant la structure du fichier 10 comprend une colonne données DO, une colonne description DES et une colonne 25 format FO. Le champ format FO peut être au format alphanumérique A, au format numérique N, au format trigonométrique T. Le paramètre CHT9 n'est pas nécessaire dans le cas d'un fichier XML.
Plus précisément, le paramètre CHT8 décrit le type de point auquel 30 les coordonnées (CHT10, CHT11, CHT12) font référence. Il yen a de plusieurs types. Le cas le plus simple est représenté par l'extrait de fichier XML ci-après: - <POINTS> - <POINT TYPE="Extremity" NUM="01"> < COORDS x="140.000000" y="100.000000" z="0.000000" /> <LOCAL_COORDS x="0.000000" y="0.000000" z="0.000000" /> </POINT> - <POINT TYPE="Break" NUM="01"> <COORDS x="140.000000" y="100.000000" z="1910.000000" /> <LOCAL_COORDS x="1910.000000" y="0.000000" z="0. 000000" /> </POINT> <POINT TYPE="Break" NUM="02"> < COORDS x="2850.000000" y="100.000000" z="1910.000000" /> < LOCAL_COORDS x="1910.000000" y="2710.000000" z="0.000000" /> < /POINT> <POINT TYPE="Extremity" NUM="02"> <COORDS x="2850. 000000" y="-1070.000000" z="1910.000000" /> <LOCAL_COORDS x="1910. 000000" y="2710.000000" z="-1170.000000" /> </POINT> < /POINTS> Le paramètre CHT8 contient en fait deux sous-paramètres TYPE et NUM. Le paramètre CHT8 est de type A (alphanumérique).
Dans cet exemple, les points de type extrémité ou extremity indiquent une extrémité de tube et les points de type cassure ou break des points de cassure.
Pour effectuer une simulation de cintrage, le fichier à traiter contient au moins deux points de type extremity et un point de type break On fait à nouveau référence à la figure 1.
A la suite de l'obtention du fichier tube 10 ou en parallèle, l'utilisateur détermine au moins un jeu de données technologiques 20 liées à des paramètres d'au moins une machine de cintrage, d'outils mécaniques associés et/ou de matière de tube.
Le fichier 20 va permettre d'effectuer un choix de la machine ou de caractériser chaque machine selon différents critères.
Le fichier 20 comprend des données technologiques, qui sont des 40 données liées aux paramètres relatifs aux machines de cintrage, aux outils associés (mandrin, mors, réglette, efface-plis) et également aux matières du tube (norme matière, spring-back ou retour élastique).
En pratique, un module 22 permet d'extraire l'ensemble des données technologiques 20 d'une application contenant, sous forme de base de 5 données (non représentée), l'ensemble des données correspondantes.
En référence aux figures 4A et 4B, le fichier 20 relatif aux données technologiques contient des informations appartenant au groupe formé par: la référence de la machine CHM1, - la matière du tube CHM4, le diamètre du tube CHM2, l'épaisseur du tube CHM3, le rayon de cintrage CHM5, le sens de cintrage CHM6, les angles minimum CHM7 et maximum du cintrage CHM8, 15 la forme du cintrage CHM9, la valeur proportionnelle CHM10 et constante CHM11 du retour élastique, - les dimensions, la position mutuelle et la possibilité de déplacement des outils mécaniques (pince, mandrin, mors, efface plis, réglette, 20 galet) de la machine de cintrage CHM12 à CHM20.
En référence à la figure 4B, on a décrit le tableau illustrant la structure du fichier 20.
Le tableau de la figure 4B se consulte de la manière suivante: Si le tube a un diamètre de 101.6 et un rayon de cintrage de ID, alors on peut le réaliser sur la machine 1. Si le diamètre est de 12,7 et que le rayon de cintrage est de 3D, alors on peut le réaliser sur la machine 2 ou sur la machine 3. Pour un diamètre de 12,7 et un rayon de cintrage de 3D en aluminium d'épaisseur 0,66, le coefficient de springback (retour élastique) constant à prendre en compte est de 4 quelque soit la machine considérée.
Finalement la machine 1 permet de cintrer selon un angle maximum de 180 quelques soient les caractéristiques du tube.
Cette organisation des données permet de sélectionner rapidement les machines dans le parc existant et de donner les éléments utiles à la simulation par une interrogation du fichier 20 à partir de filtres.
En conséquence à l'issue de I 'interrogation du fichier 20, l'utilisateur a défini en fonction des caractéristiques du tube une ou plusieurs machines capables a priori et les paramètres de cintrage associés à chacune de ces combinaisons machines/tube, à savoir par exemple: - la longueur de prise de mors; la longueur de l'efface plis; -la longueur de la réglette; - les coefficients de spring back (retour élastique) à utiliser, etc.... Cet ensemble de données relatives à chaque couple machine/tube présélectionné est simulé selon l'invention.
On fait à nouveau référence à la figure 1.
Après l'obtention du fichier de données tube 10 et celle du fichier de données technologiques 20, l'utilisateur peut mettre en place la simulation de cintrage selon l'invention.
Selon l'étape 30 du procédé selon l'invention, il est prévu de calculer au moins un cycle de commandes de cintrage 35 liées à au moins un paramètre de fabrication du tube en fonction du jeu de données tube 10 et du jeu de données technologiques 20 ainsi obtenus.
Ensuite, on obtient au moins un modèle géométrique tridimensionnel d'au moins une machine de cintrage et d'outils mécaniques associés 40 en fonction d'au moins un paramètre de fabrication 50 issu du cycle de commande de cintrage ainsi calculé 30.
Selon le cycle de commandes de cintrage ainsi calculées 35, le procédé permet d'obtenir une simulation 60 tridimensionnelle et cinématique du processus de cintrage du tube ainsi représenté par le jeu de données tube 10 au moyen de la machine de cintrage et d'outils mécaniques associés ainsi représentés par le modèle géométrique tridimensionnel correspondant 40.
Ensuite, il est prévu de vérifier la possibilité de fabriquer le tube au moyen d'au moins une machine de cintrage et d'outils mécaniques associés lors de la simulation tridimensionnelle et cinématique 60 ainsi obtenue; et de délivrer un jeu de données résultat 70 liées à la fabricabilité du tube par la machine de cintrage et les outils mécaniques associés ainsi simulés.
En référence aux figures 5A et 5B, le fichier LRA 35 a une structure STRU conforme à celle des fichiers 10 et 20 et contient des informations appartenant au groupe formé par: - la référence du tube CHL1, - le diamètre du tube CHL2, - le rayon de la forme de cintrage CHL3, le nombre de machines de cintrage à simuler CHL4, le nombre de cycles de cintrage de la machine CHL5, l'identifiant de la machine CHL6, le numéro de l'extrémité du tube CHL7, - l'avance chariot CHL8, le revirement minimum CHL9, le revirement maximum CHLIO, l'angle de cintrage à appliquer CHL11, - l'angle de cintrage théorique CHL12, et le rayon de cintrage réalisé CHL13.
Par exemple, les calculs de cycles de cintrage 30 se décomposent dans l'ordre suivant: 1) calcul de l'épaisseur du tube CHM3; 2) recherche de la valeur proportionnelle du retour élastique CHMIO et de la valeur constante CHM11 du retour élastique en fonction de la norme matière du tube CHM4, du diamètre du tube CHM2, de l'épaisseur du tube CHM3 et du rayon de cintrage CHM5; 3) recherche du rayon de forme CHM9 et de la longueur de prise du mors CHM16 en fonction du diamètre du tube CHM2 et du rayon de cintrage CHM5; 4) parmi les n machines du parc (ici n = CHL4), recherche des machines de cintrage capables en fonction du diamètre CHM2 de réaliser la fabrication du tube; 5) recherche des paramètres liés à chacune des machines de cintrage retenues; 6) calcul des distances théoriques en fonction des coordonnées X, Y et Z des éléments du tube CHT10, CHT11, CHT12 dans les deux sens de cintrage. Les distances concernent: la distance D relative à la distance entre deux points nodaux, la distance R relative au revirement CHL8 (c'est-à-dire la rotation du tube sur lui-même) et la distance A relative à l'angle théorique CHL12.
Il est également prévu le contrôle des longueurs minimales entre 10 cintrage pour le passage des mors de cintrage et de sertissage. Ce contrôle met en place les calculs suivants: - calcul des rayons réalisés CHL13 en fonction des retours élastiques du rayon de forme CHL3 et de l'angle théorique CHL12, - calcul des distances théoriques en fonction du rayon réel CHL13, à savoir la distance L CHL8 qui est la longueur de la partie droite correspondant à la longueur théorique de la partie droite définie dans le modèle géométrique tridimensionnel du tube 10, - contrôle des longueurs première et dernière parties droites suffisantes pour sertissage, - contrôle des longueurs parties droites strictement supérieures à la longueur du mors, En cas de validation, d'autres calculs sont effectués pour les machines de cintrage retenues: - calcul des distances L, R, A, correspondant respectivement aux champs du fichier 35, CHL8, CHL9, CHLIO, CHL11, CHL12 dans les deux sens de cintrage en fonction des retours élastiques proportionnel CHM10 et constant CHMI1, du rayon de forme CHL3 et de l'angle de cintrage CHM7 et CHM8, - calcul des réserves CHR8, CHR9 nécessaires au cintrage il convient de noter que seule la réserve début a une influence sur la simulation de cintrage et une éventuelle collision, - réserve de début en fonction de la longueur du mors, - réserve de fin en fonction: de la longueur du mors, du rayon de forme, de la longueur de la réglette si non escamotable, de la longueur de l'efface plis CHM17, de la profondeur de pince CHM13, du diamètre intérieur de la pince CHM12, du diamètre intérieur du tube CHT4, de la longueur du mandrin CHM14, du recul du mandrin CHM15, de la dernière avance et du développé du dernier coude, et - calcul des débits pour les deux sens de cintrage.
Le jeu de données issu de ces calculs de commandes de cintrage 30 est stocké dans un fichier texte 35 nommé LRA, caractérisant principalement les données technologiques qui sont les avances L, les revirements R et les cintrages A. Ces données 35 sont des données d'entrées pour la partiesimulation anticollision du procédé selon l'invention.
En fonction d'au moins un paramètre 35 issu des calculs 30 précédents, le procédé recherche dans un catalogue, les machines et les outils correspondants. L'objectif est de fournir un ensemble de géométries tridimensionnelles machines/outils 40 à la simulation anticollision en fonction des paramètres liés à la fabrication du tube.
Ainsi à l'issue des étapes 30 et 40, le procédé dispose de données permettant d'obtenir une simulation 60 tridimensionnelle et cinématique du processus de cintrage du tube ainsi représenté par le jeu de données tube 10 au moyen d'une machine de cintrage et des outils mécaniques associés ainsi représentées par le jeu de données technologiques 20.
Ensuite, le procédé réalise une simulation cinématique des cintrages 25 pour contrôler la fabricabilité de la tuyauterie élémentaire par rapport à un parc de machines à cintrer.
Le procédé permet ainsi de déterminer les jeux valides et d'identifier les jeux non possibles et donc la présence ou non de collisions lors de la simulation.
La vérification de l'anticollision du tube par rapport au parc de machines de cintrage possibles et aux outils utilisés s'effectue dans les deux sens de cintrage du tube et en tenant compte pour le cintrage de l'effet springback (retour élastique).
Pour une machine à cintrer donnée, le tube nu est présenté sur le galet et le mors, puis les cycles de cintrages 30 calculés précédemment sont reconstitués un à un en tenant compte de la déformation élastique due au spring-back.
A chacune de ces opérations, la simulation vérifie la présence d'interférences entre le modèle géométrique tridimensionnel de la tuyauterie 10 et celui de la machine de cintrage 40.
La vérification est faite également sur les outils pouvant provoquer le plus fréquemment des collisions, par exemple un galet simple ou double lors de revirements et le bras de cintrage lors du spring-back au cintrage.
Cette simulation est effectuée pour les deux extrémités de la tuyauterie, puis elle est renouvelée avec l'ensemble des machines de cintrage disponibles représentées par les jeux 35 fournis lors des calculs précédents.
La simulation fournit un fichier résultat 70 provenant des calculs complétés de la réponse de la simulation sur les interférences trouvées. Ce fichier est susceptible d'être appliqué à la machine de cintrage correspondante en mode de production.
En référence aux figures 6A et 6B, le fichier résultat 70 a une structure STRU conforme à celle des fichiers 10, 20 et 35 et contient des informations appartenant au groupe formé par: la référence du tube CHR1, le diamètre du tube CHR2, le rayon de la forme de cintrage CHR3, le nombre de machines de cintrage à simuler CHR4, le nombre de cycles de cintrage de la machine CHR5, l'identifiant de la machine CHR6, le numéro de l'extrémité du tube CHR7, - la réserve de cintrage par rapport à la première extrémité CHR8, la réserve de cintrage par rapport à la seconde extrémité CHR9, le débit de matières nécessaires à la fabrication CHRIO, l'avance chariot CHRI1, le revirement minimum CHR12, le revirement maximum CHR13, l'angle de cintrage à appliquer CHR14, l'angle de cintrage théorique CHR15, le rayon de cintrage réalisé CHR16, la distance théorique entre deux noeuds CHR17, la possibilité d'avance CHR18, la possibilité du revirement minimal CHR19, la possibilité du revirement maximal CHR20, et la possibilité de cintrage CHR21.
À la suite du procédé de simulation, il peut être généré automatiquement au moins une séquence de commandes de cintrage destinées à la machine de cintrage ainsi simulée et déduites du cycle de commandes de cintrage 35 validées à l'issue de la simulation.
En ce qui concerne le bureau d'études, une information visuelle de la faisabilité du tube peut être fournie.
Par exemple (figure 2), au niveau du bureau d'études, en cas de vérification négative, c'est-à-dire en cas de présence de collision I entre le modèle géométrique tridimensionnel de la machine de cintrage MI et le modèle géométrique tridimensionnel du tube T1 possédant une extrémité X1, une extrémité X2 un coude Cl et un coude C2, il est prévu de modifier au moins un paramètre du jeu de données tube 10 et de répéter l'étape de simulation avec le jeu de données ainsi modifié.
En pratique, le procédé de simulation est répété pour chaque machine de cintrage, jusqu'à obtenir au moins un résultat positif montrant la fabricabilité du tube au moyen d'une machine de cintrage appartenant audit parc de machines de cintrage.
L'utilisateur peut visualiser en continu ou en pas à pas les différents cycles de cintrage pour une analyse plus fine.
Lors d'une détection de collision, l'utilisateur peut visualiser l'image de l'interférence (figure 2) sur un environnement logiciel V1 d'un outil CAO tel que le logiciel Catia version V5.
Par exemple, le lancement de la simulation de cintrage s'effectue par l'intermédiaire des ateliers et d'une icône dans la barre d'outils du logicel CAO.
En production, le lancement de la simulation de cintrage peut être mis en place dans l'application de conception et de production, pour vérifier un tube par rapport à un parc machines. Ce lancement peut s'effectuer par un bouton action anticollision .
Dans le cas du traitement de masse pour une nouvelle machine, le lancement de la simulation de cintrage peut s'effectuer par un bouton valider de l'interface homme/machine.
Une boîte de dialogue permet de visualiser la simulation soit en mode continu, soit en mode pas à pas.
La plateforme logicielle comporte un environnement classique dans le domaine de la conception assistée par ordinateur CAO.
Claims (15)
1. Procédé de simulation de cintrage d'un tube au moyen d'au moins une machine de cintrage, comprenant les étapes suivantes: - obtenir au moins un jeu de données tube (10) liées à la définition du modèle géométrique tridimensionnel du tube à cintrer; - obtenir au moins un jeu de données technologiques (20) liées à 10 des paramètres d'au moins une machine de cintrage, d'outils mécaniques associés et/ou de matière de tube; calculer au moins un cycle de commandes de cintrage (30,35) liées au moins à un paramètre de fabrication du tube en fonction du jeu de données tube (10) et du jeu de données technologiques (20) ; - obtenir au moins un modèle géométrique tridimensionnel (40) d'au moins une machine de cintrage et d'outils mécaniques associés en fonction d'au moins un paramètre (50) issu du cycle de commandes de cintrage ainsi calculées (30, 35) ; - selon le cycle de commandes de cintrage ainsi calculées (35), obtenir une simulation tridimensionnelle et cinématique du processus de cintrage du tube ainsi représenté par le jeu de données tube (10) au moyen d'au moins une machine de cintrage et d'outils mécaniques associés ainsi représentés par le modèle géométrique tridimensionnel correspondant (40) ; - vérifier la possibilité de fabriquer le tube au moyen d'au moins une machine de cintrage et d'outils mécaniques associés lors de la simulation tridimensionnelle et cinématique ainsi obtenue; et délivrer un jeu de données résultat (70) liées à la fabricabilité du tube par la machine de cintrage et les outils associés ainsi simulés.
2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel, en cas de vérification négative, il est prévu de modifier au moins un paramètre du jeu de données tube (10) et de répéter l'étape de simulation avec le jeu de données tube ainsi modifié.
3. Procédé selon la revendication 1, dans lequel, en cas de vérification positive, il est prévu de générer automatiquement au moins une séquence de commandes de cintrage déduites du cycle de commandes de cintrage correspondantes et destinées à la machine de cintrage ainsi simulée.
4. Procédé selon la revendication 1 dans lequel le procédé est 10 appliqué à un parc de machines de cintrage et dans lequel il est prévu en outre les étapes suivantes: - obtenir au moins un modèle géométrique tridimensionnel (40) pour au moins chaque machine de cintrage et d'outils mécaniques associés en fonction d'au moins un paramètre issu du cycle de commandes de cintrage ainsi calculées; - répéter la simulation pour chaque modèle géométrique tridimensionnel (40) ainsi obtenu jusqu'à obtenir au moins un résultat positif montrant la fabricabilité du tube au moyen d'une machine de cintrage et d'outils mécaniques associés appartenant audit parc de machines de cintrage. 20
5. Procédé selon la revendication 4, dans lequel l'étape de simulation est mise en oeuvre au bureau d'études dès la phase de définition du tube.
6. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le procédé est mis en oeuvre sur la ligne de production pour préparer la fabrication du tube.
7. Procédé selon la revendication 1, dans lequel chaque jeu de données tube (10) contient des informations appartenant au groupe formé par des informations sur la référence du tube (CHT1), la matière de tube (CHT2), le diamètre extérieur (CHT3), le diamètre intérieur (CHT4), le rayon de cintrage (CHT5), la longueur du sertissage nécessaire à l'installation d'un raccord à une extrémité n 1 du tube (CHT6), la longueur du sertissage nécessaire à l'installation d'un raccord à une extrémité n 2 du tube (CHT7), la description des éléments du tube (CHT8), le nombre des coordonnées X, Y, Z (CHT9), les coordonnées X, Y, Z, de l'extrémité n 1 (CHT10), l'extrémité n 2 (CHT12), et les points de cassure du tube (CHT11) .
8. Procédé selon l'une quelconque des précédentes revendications, dans lequel chaque jeu de données technologiques (20) contient des informations appartenant au groupe formé par des informations sur la référence de la machine (CHM1), la matière du tube (CHM4), le diamètre du tube (CHM2), l'épaisseur du tube (CHM3), le rayon de cintrage (CHM5), le sens de cintrage (CHM6), les angles minimum (CHM7) et maximum (CHM8) du cintrage, les dimensions, la forme de cintrage (CHM9), la valeur proportionnelle (CHM10) et constante (CHM11) du retour élastique, la position mutuelle et la possibilité de déplacement des outils mécaniques de la machine de cintrage (CHM12 à CHM20).
9. Procédé selon la revendication 1 dans lequel le cycle de commandes (35) comprend des informations appartenant au groupe formé par la référence du tube (CHL1), le diamètre du tube (CHL2), le rayon de la forme de cintrage (CHL3), le nombre de machines de cintrage à simuler (CHL4), le nombre de cycles de cintrage de la machine (CHL5), l'identifiant de la machine (CHL6), le numéro de l'extrémité du tube (CHL7), l'avance chariot (CHL8), le revirement minimum (CHL9), le revirement maximum (CHU 0), l'angle de cintrage à appliquer (CHL11), l'angle de cintrage théorique (CHL12), le rayon de cintrage réalisé (CHL13).
10. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le jeu de données résultat (70) comprend des informations appartenant au groupe formé par référence du tube (CHR1), le diamètre du tube (CHR2), le rayon de la forme de cintrage (CHR3), le nombre de machines de cintrage à simuler (CHR4), le nombre de cycles de cintrage de la machine (CHR5), l'identifiant de la machine (CHR6), le numéro de l'extrémité du tube (CHR7), la réserve de cintrage par rapport à la première extrémité (CHR8), la réserve de cintrage par rapport à la seconde extrémité (CHR9), le débit de matières nécessaires à la fabrication (CHRIO), l'avance chariot (CHR11), le revirement minimum (CHR12), le revirement maximum (CHR13), l'angle de cintrage à appliquer (CHR14), l'angle de cintrage théorique (CHR15), le rayon de cintrage réalisé (CHR16), la distance théorique entre deux noeuds (CHR17), la possibilité d'avance (CHR18), la possibilité du revirement minimal (CHR19), la possibilité du revirement maximal (CHR20) et la possibilité de cintrage (CHR21).
11. Procédé selon la revendication 1 dans lequel la simulation comprend un mode continu dépourvu d'arrêt de la simulation en présence d'interférence détectée entre le modèle géométrique tridimensionnel du tube et le modèle géométrique tridimensionnel de la machine de cintrage, comprenant une simulation correspondant à une succession de cintrages commençant respectivement par l'une ou l'autre des extrémités du tube et délivrant un fichier contenant le résultat de la simulation.
12. Procédé selon la revendication 1 dans lequel la simulation comprend un mode pas à pas comprenant un arrêt de la simulation en présence de chaque interférence détectée, une possibilité d'arrêter la simulation en cours, une mise en place pour chaque extrémité du tube, une possibilité de continuer la simulation en cours à la position de la détection, une possibilité d'analyser et de visualiser l'interférence détectée et une écriture des interférences détectées dans un fichier de résultat et un affichage dudit fichier.
13. Dispositif de simulation de cintrage d'un tube au moyen d'au moins une machine de cintrage, comprenant: - des moyens de traitement pour obtenir un jeu de données tube liées à la définition du modèle géométrique tridimensionnel du tube à 30 cintrer (10) ; - des moyens de récupération pour obtenir au moins un jeu de données technologiques liées à des paramètres d'au moins une machine de cintrage et d'outils mécaniques associés et/ou de matières de tube (20) ; - des moyens de calcul pour calculer au moins un cycle de commandes de cintrage (30, 35) liées au moins à un paramètre de fabrication du tube en fonction du jeu de données tube (10) et du jeu de données technologiques (20) ; - des moyens d'obtention pour obtenir au moins un modèle géométrique tridimensionnel (40) d'au moins une machine de cintrage et d'outils mécaniques associés en fonction d'au moins un paramètre (50) issu du cycle de commandes de cintrage ainsi calculées (30, 35) ; - des moyens de simulation aptes, selon le cycle de commandes de cintrage ainsi calculées (35), à obtenir une simulation tridimensionnelle et cinématique du processus de cintrage du tube ainsi représenté par le jeu de données tube (10) au moyen de la machine à cintrer et d'outils mécaniques associés ainsi représentés par le modèle géométrique tridimensionnel (40) correspondant; - des moyens de vérification pour vérifier la possibilité de fabriquer le tube au moyen d'au moins une machine de cintrage et d'outils mécaniques associés lors de la simulation tridimensionnelle et cinématique ainsi obtenue; et délivrer un jeu de données résultat (70) liées à la fabricabilité du tube par la machine de cintrage et les outils associés ainsi simulés.
14. Support d'informations lisible par un système informatique, éventuellement amovible, totalement ou partiellement, notamment CD-ROM ou support magnétique, tel un disque dur ou une disquette, ou support transmissible, tel un signal électrique ou optique, caractérisé en ce qu'il comporte des instructions d'un programme d'ordinateur permettant la mise en oeuvre d'un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, lorsque ce programme est chargé et exécuté par un système informatique.
15. Programme d'ordinateur stocké sur un support d'informations, ledit programme comportant des instructions permettant la mise en oeuvre d'un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, lorsque ce programme est chargé et exécuté par un système informatique.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| CA | Change of address |
Effective date: 20110916 |
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| CD | Change of name or company name |
Owner name: AIRBUS HOLDING, FR Effective date: 20110916 |
|
| CJ | Change in legal form |
Effective date: 20110916 |
|
| TP | Transmission of property |
Owner name: AIRBUS HOLDING, FR Effective date: 20110913 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 12 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 13 |