Inspection dimensionnelle - Une approche multi-capteurs pour la vérification des spécifications géométriques

Dimensional inspection - Multi-sensor approach for geometrical specification verification

• Auteur / Autrice : Sif Eddine Sadaoui
• Direction : Claire Lartigue
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie mécanique
• Date : Soutenance le 09/07/2019
• Etablissement(s) : Université Paris-Saclay (ComUE)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences mécaniques et énergétiques, matériaux et géosciences (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : École normale supérieure Paris-Saclay (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 1912-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire universitaire de recherche en production automatisée (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 1981-....)
• Jury : Président / Présidente : Philippe Véron
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Claire Lartigue, Jean-Louis Grzesiak, Yann Quinsat, Charyar Mehdi-Souzani
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Alex Ballu, Jean-François Fontaine

Mots clés

Mots clés contrôlés

Machines à mesurer tridimensionnelles

Automatisation

Capteurs (technologie)

Métrologie virtuelle

Analyse dimensionnelle

Mots clés libres

Inspection dimensionnelle

Gamme d'inspection

Métrologie 3D

Multi-Capteurs

Capteur laser-Plan

Trajectoire

Dimensional inspection

Inspection plan

3D Metrology

Multi-Sensor

Laser-Plan sensor

Path

Résumé

L'inspection dimensionnelle, qui consiste à vérifier la conformité géométrique des pièces vis-à-vis des spécifications, est une étape essentielle dans le cycle de vie des produits. Elle s’appuie de plus en plus sur la mesure multi-capteurs qui permet un gain de temps certain. Néanmoins, le gain de temps n'a de sens que si la qualité des résultats respecte le besoin métrologique. En effet, la mise en œuvre combinée de capteurs de technologie et de caractéristiques différentes engendre un certain nombre de problèmes qui affectent directement la qualité de la mesure. Dans ce travail, une approche d'inspection automatique utilisant un scanner combinant un capteur à contact avec un capteur laser-plan monté sur une MMT est proposée. Cette approche cherche à utiliser au mieux les capacités de chacun des capteurs, en privilégiant la mesure avec le capteur laser-plan dès lors que la qualité requise est obtenue pour un gain de temps. L’approche consiste à définir une séquence d’opérations de mesure de surfaces qui portent des spécifications, appelées entités d’inspection.Partant d'un ensemble d'orientations du scanner, la séquence d'opérations est établie pour chaque orientation par évaluation de l'aptitude du capteur laser puis celle du palpeur à mesurer les surfaces avec la qualité nécessaire. La gamme d'inspection est complétée par la définition optimale de la trajectoire du capteur laser-plan et celle du palpeur pour chaque orientation. La trajectoire finale exécutée sur machine MMT est obtenue par transformation et assemblage des deux trajectoires. À l'issue de l'exécution, la mesure avec les deux capteurs conduit à deux nuages de points hétérogènes qu’il convient de traiter avant l’évaluation finale des spécifications.

Dimensional inspection, which consists in verifying the geometric conformity of parts in terms of specifications, is an essential step in the product life cycle. Recently, dimensional inspection has been increasingly based on multi-sensor measurement that allows a significant time saving. However, time saving is only meaningful if the quality of the results respects the metrological requirements. Indeed, the combined use of sensors of different technologies and characteristics generates issues that affect the measurement quality. In this work, an automatic inspection approach using a scanner combining a contact sensor with a laser-plane sensor mounted on a CMM is proposed. This approach aims to best use the abilities of each of the sensors, giving priority to measurement with the laser-plan sensor as soon as the required quality is obtained for time saving. The approach consists in defining a sequence of surface measurement operations that have specifications, called inspection features.Starting from a set of scanner orientations, the sequence of operations is established for each orientation by evaluating the ability of the laser sensor and then that of the probe to measure surfaces with the required quality. The inspection plan is completed by the optimal definition of the laser-plane sensor path and the probe path for each orientation. The final path executed on the CMM machine is obtained by transforming and assembling the two paths. At the end of the execution, the measurement with the two sensors leads to two heterogeneous point clouds that must be processed before the final evaluation of the specifications.