Spécification fonctionnelle des produits par la

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1 Spécification fonctionnelle des produits par la
méthode CLIC Cotation en Localisation avec Influence des Contacts Méthode conçue par Bernard ANSELMETTI (LURPA ens-cachan, Labo de Rech Univ en Prod Automatisée ; début 1997 ; publication 2003) Démarche systématique (‘informatisable’ ; maquette informatique 2005 (Excel+VBA); nouvelles publications complètes 2007\2008\2009) Présentation sommaire CLIC permet le calcul 3D des tolérances (méthode des directions d’analyse ; calcul au pire des cas ou statistique) Bernard Anselmetti

2 Structure générale d’un mécanisme
Surface fonctionnelle terminale Exigence fonctionnelle Mécanisme Pièce terminale Pièces influentes Monde extérieur a b c d e f Bâti Boucle de contacts Jonctions Pièce intermédiaire Mécanisme, Monde extérieur, Bâti Exigence géométrique, Surfaces terminales, Pièces terminales Pièce intermédiaire Surfaces de mise en position relative des pièces (partir des surfaces terminales pour aller vers le bâti) Jonctions (interfaces), Boucle de contacts Pièces influentes {a, c, d, b}, pièces non-influentes {f, e}, vis à vis de l’exigence

3 Graphe de mise en position
Exigence Support Bâti a c d e b Exigence Bâti a c d e b Exigence Monde extérieur a b c d e f Bâti Pièce intermédiaire a c d b Exigence Pièces terminales Support Boucle de contacts simple orientée Le graphe permet une détermination systématique de la boucle de contacts associée à une exigence Le graphe part de l’exigence et des surfaces terminales pour aller vers le bâti Chaque case représente une pièce Chaque flèche correspond à une jonction = liaison = association de surfaces réalisant la mise en position relative des pièces (pas le maintien en pos.) orientée de la surface terminale vers le bâti On procède de même à partir de la 2° surface terminale La première pièce commune aux deux branches est dénommée support = pièce de fermeture de la boucle de contacts

4 Recensement des exigences fonctionnelles
J1 J3 J2 J4 Etat 1 porte fermée Deux exigences retenues pour l’exemple ( J1 et // ) entre profil ouvrant et profil dormant Configuration ‘porte fermée’ = état 1 Trois approches de recensement des exigences fonctionnelles analyse des modes de défaillances : recenser les défaillances possibles du mécanisme, puis déterminer les défauts géométriques pouvant être à l’origine de chaque défaillance analyse des fonctions : définir les fonctions à remplir par le mécanisme, recenser les entités géométriques participant à la réalisation de ces fonction, puis déterminer les conditions géométriques à respecter pour satisfaire chaque fonction analyse de l’influence des défauts géométriques : analyser successivement chaque surface de chaque pièce et déterminer les défaillances possibles si surplus de matière, manque de matière, défaut de forme ou défaut d’orientation (applicable au traitement d’une pièce ou d’un sous-ensemble simple) Types d’exigences : (S)service=cahier des charges client ; ( C)conception=fonctionnement interne du mécanisme ; (F)fabrication=réalisation des pièces isolées ; (A)processus d’assemblage ; (P)positionnement=qualité de mise en position et interchangeabilité, pas d’interférence aux interfaces

5 Exigences fonctionnelles
Surfaces terminales du dormant Surfaces terminales de l’ouvrant Exigences fonctionnelles Etat 1 porte fermée Configuration du mécanisme : Etat1 = porte en position fermée Deux exigences fonctionnelles retenues : Cote et // Surfaces fonctionnelles terminales Interprétation des exigences formulées en langage commun !? Comment interpréter la cote condition (distance) : S’applique à un bord (ligne), à 1 plan, aux deux plans ? Cotes locales ou exigence de l’enveloppe ? L’exigence dimensionnelle est-elle suffisante ? Intention de limiter les défauts de forme sous-entendue ? Exigence de parallélisme (orientation relative) : S’applique à une ligne, à 1 surface (nominalement plane), à chaque paires de surfaces en vis à vis, au groupement des deux surfaces de chaque pièce ? Rectitude ou planéité sous-entendue ? (interchangeabilité des pièces, pas d’appairage, pas de sens privilégié de montage des profilés) QQ remarques sur l’interprétation des exigences exprimées en langage commun, en vue de les reformuler en langage de cotation ISO Les exigences implicites (interchangeabilité des pièces, pas d’appairage, pas de sens privilégié de montage des profilés) imposent de définir les formes de référence  spécification de forme des surfaces terminales L’association des surfaces idéales aux surfaces réelles n’est pas explicite ( plan tangent extérieur ou plan médian ?) Interprétation ?

6 Codage des exigences en langage ISO
? Exigence de forme sur le groupe de surfaces terminales nominalement plan (interchangeabilité, pas de sens de montage haut\bas) : Planéité avec zone de tolérance commune pour chacun des deux groupes de surfaces terminales (permet aussi de définir explicitement l’élément de référence T = plan tangent extérieur minimisant l’écart maxi) Exigence de positionnement relatif : Cote encadrée (géométrie de référence) Localisation par rapport à la référence T Attention, ce n’est qu’un exemple d’interprétation ! ( plusieurs formulations possibles, à critiquer, améliorer, compléter )

7 Désignation des pièces - Graphe
mh fh fb ah ab mb paumelle mobile haute profil ouvrant profil dormant paumelle mobile basse paumelle fixe haute axe haut paumelle fixe basse axe bas o mh ah fh mb ab fb d Exigences Désignation des pièces du mécanisme (seulement les pièces participant à la mise en position relative des surfaces terminales = pièces influentes)  Une ou deux lettres minuscules Plan d’exposé : Traitement complet d’une pièce avec l’exemple de l’ouvrant o Analyse de la jonction avec le reste du mécanisme Cotation de jonction Traduction des exigences Démarche de traitement d’une boucle de contact complexe (divergence du graphe=mise en position sur plusieurs pièces d’appui) Traitement de la paumelle mobile

8 Mise en position de l’ouvrant
Surfaces de positionnement Pièces d’appui Partir des surfaces terminales de l’ouvrant Qu’est-ce qui positionne ces surfaces (donc cette pièce) par rapport au reste du mécanisme ? Prépondérance des surfaces (ddl) Les surfaces de positionnement appartenant à l’ouvrant permettent de constituer un système de référence (au sens des normes ISO de cotation), dénommé ‘système de référence principal’ de l’ouvrant.

9 Analyse de la mise en position de l’ouvrant
Tableau de la jonction Pièce Repère État Auteur Primaire Secondaire Tertiaire Ouvrant o 1 Plans // symétriques 3o-4o 3mh-4mh, 3mb-4mb jeu bloqué type Plans coplanaires 1o-2o surface interface contact 1mh-2mh, 1mb-2mb surface Tableau = outil de représentation de la mise en position d’une pièce par une jonction Types d’entités de positionnement Repères des surfaces constituant l’entité de liaison Repère des surfaces de la pièce en vis à vis = ‘pièce d’appui’ Ordre de prépondérance des surfaces  constitution d’un système de références au sens de la norme ISO Prépondérance décroissante

10 Tableau de mise en position de l’ouvrant
Pièce Repère État Auteur Ouvrant o 1 Plans coplanaires Plans // symétriques 1o-2o 3o-4o contact jeu bloqué 1mh-2mh, 1mb-2mb 3mh-4mh, 3mb-4mb Primaire Secondaire Tertiaire Ouvrant type Système de références principal de l’ouvrant A B C surface Interface interface Système de références auxiliaire défini sur la pièce d’appui D E F Pièce d’appui surface Cotation de jonction = prise en compte des exigences de positionnement = montabilité, qualité du contact (précision, no-strain), interchangeabilité Limiter défauts de forme ; orienter secondaire/primaire ; orienter tertiaire/(primaire+secondaire) sur la piéce Idem sur pièce d’appui Système de références principal de la pièce (entités de mise en position appartenant à la pièce analysée) Désignation systématique A, B, C Système de références auxiliaire (entités de mise en position appartenant à la pièce d’appui) Désignation systématique D, E, F

11 Cotation de jonction de l’ouvrant
Système de références principal de l’ouvrant Cotation de jonction du profil ouvrant o (spécifications nécessaires pour que les surfaces de l’ouvrant s’adaptent à celles des pièces d’appui) Conditions de montabilité, d’interchangeabilité (pas d’appairage, pas de sens privilégié de montage)  spécification de forme des surfaces Voir tableau de cotation type des entités de positionnement Limitation des défauts de forme de la rainure (planéité ou rectitude du plan médian) nécessaire ? Dépend des valeurs d’ it (contraint par perpendicularité). Limitation de l’étendue des surfaces ? Choix : non, car la paumelle pourrait être fixé à un autre endroit (profilé standard) Système de références principal (utilisable pour cotation position\orientation des surfaces terminales)

12 Traduction des exigences sur l’ouvrant
? Traduction des exigences  spécifications des surfaces terminales (forme et localisation/système de références principal)

13 Graphe et boucle de contacts
mh fh fb ah ab mb o mh ah fh mb ab fb d Exigences Création d’un bloc bd Particularités du mécanisme présent : L’une des surfaces terminales appartient au support (support est aussi pièce terminale) L’ouvrant est en appui sur deux pièces distinctes = liaisons en parallèles = boucle de contacts divergente = chaîne complexe (4cycles) Méthode pour analyser la mise en position de l’ouvrant : créer un bloc en fusionnant les différentes pièces d’appui de l’ouvrant jusqu’à convergence vers une pièce unique (ici le dormant) A ce stade, le bloc est considéré comme une pièce unique

14 Cotation de jonction du bloc dormant
Cotation de jonction du ‘bloc dormant’ constitué de {charnière haute, charnière basse, profil dormant} ; bd={mh,ah,fh,mh,ab,fb,d} Spécifications nécessaires pour que les surfaces du bloc s’adaptent à celles de l’ouvrant Noter : Zone de tolérance commune CZ pour les surfaces ‘morcelées’ (Élément de mise en position constitué de plusieurs surfaces disjointes) Exigence de l’enveloppe E systématique sur les ajustements Cote nominale ou cote médiane ? Avantages\inconvénients, tendances actuelles … État virtuel au maximum de matières M pour les ajustements, lorsque le jeu est favorable au montage. En général, it = (zéro au max de matière) convient.

15 Traduction des exigences sur le bloc dormant
Traduire les exigences fonctionnelles en termes de spécifications géométriques à respecter par le bloc dormant (considéré comme une pièce) = Transfert Noter que la localisation / T est réversible !! (positionnement relatif des 2 groupes de surfaces) Remarque : l’exigence de planéité (en zone de tolérance commune) sur les surfaces terminales du profilé dormant a été omise Si t<t1 , elle est contenue dans la spécification de localisation ! (Sinon, la rajouter).

16 Plan fonctionnel du bloc dormant
Le plan fonctionnel du bloc fait apparaître : les spécifications issues de la cotation de jonction (positionnement de l’ouvrant sur le bloc) les spécifications déduites des exigences fonctionnelles. Ici, entre surfaces terminales et système de réf auxiliaire du bloc, car ici pièce terminale = support Dans le cas général, entre système de références principal et système de références auxiliaire

17 Traitement du bloc bd mh ah fh mb ab fb d Plan fonctionnel Exigences
Le bloc est traité comme un mécanisme à part entière (et on ré-applique le même processus !) Le plan fonctionnel spécifie les exigences de ce nouveau mécanisme (déjà exprimées en codage ISO !).

18 Traitement de la première boucle
mh ah fh mb ab fb d Exigences af mh ah, fh d Exigences Création du bloc af Le plan fonctionnel du bloc précise les exigences Exigence de planéité en CZ sur 1mh-2mh Exigence de planéité sur 3mh et sur 4mh Exigence de perpendicularité du plan médian 3mh-4mh / D Méthode : traiter successivement la boucle de contact correspondant à chacune des exigences Prenons, par exemple, la boucle passant par la paumelle mobile haute mh Noter que le traitement de la seconde boucle est rigoureusement identique ! Nouvelle divergence  création nouveau bloc {ah, fh}

19 Mise en position de la paumelle mobile
8f 5m 6m 7m bloc af 7f 7m Jonction de la paumelle mobile mh et du bloc af {ah,fh}

20 Tableau de mise en position de la paumelle mobile
8f 5m 7m 6m 7f Pièce Repère État Auteur Paumelle mobile m 1 Cylindre Plans // symétriques 5m 6m-7m jeu 1a 7f-8f Primaire Secondaire Tertiaire type surface interface Tableau de la jonction paumelle mobile mh sur le bloc af surface

21 Cotation de jonction de la paumelle mobile
Cotation de jonction de la paumelle mobile mh (voir tableau de cotation type des entités de positionnement) : Cotes d’ajustement (avec exigence de l’enveloppe) et perpendicularité de l’élément secondaire B par rapport à l’élément primaire A Nota : limitation des défauts de forme déjà imposée par l’exigence de l’enveloppe (=enveloppe au maximum de matière et cotes locales dans la tolérance)

22 Traduction des exigences
Traduction des exigences du plan fonctionnel en termes de spécifications géométriques à respecter par la paumelle mobile : Spécifications de forme, d’orientation et cote d’ajustement sur les entités constituant le système de références auxiliaire (D et E) Localisation des éléments du système de références auxiliaire (D et E) par rapport au système de références principal de la paumelle (A et B) Les deux spécifications sur le tenon ( perpendicularité/D ; localisation/A ) peuvent être fusionnées en une localisation par rapport à D et A (système de références mixte)

23 Spécification partielle de la paumelle mobile
Cotation de jonction du ‘bloc dormant’ constitué de {charnière haute, charnière basse, profil dormant} ; bd={mh, ah, fh, mh, ab, fb, d} R

24 Merci de votre attention
Fin Merci de votre attention Projet CLIC piloté par Bernard ANSELMETTI au LURPA, ENS-Cachan (Laboratoire de Recherche Universitaire en Production Automatisée) Premières communications sur la méthode de cotation fonctionnelle en 1997 Publication complète de la méthode CLIC en 2003 : Tolérancement Vol2 Méthode de cotation fonctionnelle, Hermès (Vol1=Langage des normes ISO de cotation ; Vol3=Cotation de fabrication et métrologie) Présentation d’une maquette logicielle en 2005 (tableur Excel et programmation VBA)  import du modèle 3D en STEP, génération cotation, synthèse tolérances Publications récentes et en cours : Manuel de tolérancement en 5 volumes, Hermès-Science, collection Lavoisier Vol : Langage des normes ISO de cotation ( )  GPS Vol : Bases de la cotation fonctionnelle ( )  bases de la méthode CLIC Vol : Cotation fonctionnelle tridimensionnelle et statistique ( )  calcul 3D des tolérances par la méthode CLIC (directions d’analyse) Vol : Cotation de Fabrication avec les normes ISO (à paraître ) Vol : Métrologie et contrôle des spécifications (à paraître ) R

25 Écran noir1 R

26 Lexique 1 Exigence fonctionnelle : condition géométrique imposée sur le mécanisme, pour éviter une défaillance du mécanisme dans une configuration donnée. L’exigence est exprimée si possible en langage de cotation ISO. Surface terminale d’une exigence : surface, appartenant à une pièce du mécanisme, sur laquelle porte l’exigence fonctionnelle. Pièce terminale d’une exigence : pièce comportant une ou plusieurs surfaces terminale de cette exigence. Direction d’analyse d’une exigence : si elle existe, c’est la direction suivant laquelle est exprimée l’exigence.

27 Lexique 2 Jonction : association de surfaces qui assurent le positionnement relatif des pièces en contact (les jonctions sont indépendantes des exigences). Boucle de contacts d’une exigence : chemin qui relie les surfaces fonctionnelles terminales en passant par les pièces influentes de l’exigences (la boucle de contact traverse certaines jonctions. Monde extérieur : environnement dans lequel sera monté ou utilisé le mécanisme étudié.

28 Surfaces de mise en position de l’ouvrant

29 Types d’entités de positionnement
contact unilatéral contact bilatéral Types d’entités de positionnement

30 Types d’interfaces Contact contact unilatéral Adhésif Joint
Cote de réglage … contact unilatéral contact bilatéral Serrage Jeu Jeu bloqué … Types d’interfaces

31 Cotation type des entités de positionnement ouvrant
Tableau générique de cotation des entités de positionnement

32 Cotation type des entités de positionnement paumelle mobile
Tableau générique de cotation des entités de positionnement

33 Écran noir2