REJNERI N. 21 d cembre 2000

1. REJNERI N. 21 d�cembre 2000 1 Messieurs les membres du jury. Mesdames, messieurs. Je vais vous pr�senter mon travail de th�se intitul� : D�termination et simulation des op�rations d�assemblage lors de la conception de syst�mes m�caniques. Le travail de th�se s�est d�roul� au Laboratoire 3S, encadr� par Jean-Claude LEON et en collaboration avec Gilles DEBARBOUILLE (du Groupe EADS : European Aeronautic Defense and Space Company ). Messieurs les membres du jury. Mesdames, messieurs. Je vais vous pr�senter mon travail de th�se intitul� : D�termination et simulation des op�rations d�assemblage lors de la conception de syst�mes m�caniques. Le travail de th�se s�est d�roul� au Laboratoire 3S, encadr� par Jean-Claude LEON et en collaboration avec Gilles DEBARBOUILLE (du Groupe EADS : European Aeronautic Defense and Space Company ).

2. REJNERI N. 21 d�cembre 2000 2 Plan de la pr�sentation Introduction Probl�matique de l�assemblage Formalisation du probl�me d�assemblage D�finition des donn�es d�entr�e, Mobilit�s d�assemblage des composants, Contraintes technologiques compl�mentaires, Identification d�associations de composants R�solution du probl�me d�assemblage S�quencement des op�rations d�assemblage. Algorithme de g�n�ration de trajectoires Maquette informatique et exemples de r�sultats Conclusions et perspectives Ma pr�sentation va d�buter par une introduction, suivie d��une synth�se sur la probl�matique de l��assemblage et les travaux ant�rieurs. Puis je vais m�attacher � d�crire la formalisation du probl�me de g�n�ration de s�quences d�assemblage. A savoir, la d�finition des donn�es d��entr�e consid�r�es comme minimales, le mod�le cin�matique permettant de d�terminer les mobilit�s d��assemblage des composants, et les donn�es technologiques compl�mentaires prises en compte par l��approche propos�e Ensuite, l��identification d��associations de composants sera d�crite afin de limiter le nombre de composants a manipuler. La r�solution du probl�me est abord�e c��est-a-dire le s�quencement des op�rations d��assemblage. Un algorithme de g�n�ration de trajectoires d��assemblage. Ensuite, la mise en �uvre de l�approche propos�e dans une maquette informatique est illustr�e au travers de trois exemples de r�sultats. Enfin, quelques conclusions et perspectives viendront clore cette pr�sentation. Je vais donc commencer par d�crire le contexte de ce travail ... Ma pr�sentation va d�buter par une introduction, suivie d��une synth�se sur la probl�matique de l��assemblage et les travaux ant�rieurs. Puis je vais m�attacher � d�crire la formalisation du probl�me de g�n�ration de s�quences d�assemblage. A savoir, la d�finition des donn�es d��entr�e consid�r�es comme minimales, le mod�le cin�matique permettant de d�terminer les mobilit�s d��assemblage des composants, et les donn�es technologiques compl�mentaires prises en compte par l��approche propos�e Ensuite, l��identification d��associations de composants sera d�crite afin de limiter le nombre de composants a manipuler. La r�solution du probl�me est abord�e c��est-a-dire le s�quencement des op�rations d��assemblage. Un algorithme de g�n�ration de trajectoires d��assemblage. Ensuite, la mise en �uvre de l�approche propos�e dans une maquette informatique est illustr�e au travers de trois exemples de r�sultats. Enfin, quelques conclusions et perspectives viendront clore cette pr�sentation. Je vais donc commencer par d�crire le contexte de ce travail ...

3. REJNERI N. 21 d�cembre 2000 3 Introduction Contexte : CONTEXTE Le travail de th�se se place dans le cadre de la conception int�gr�e et porte sur une m�thode d��aide � la g�n�ration de s�quences d��assemblage de syst�mes m�caniques. Ce travail r�pond � une n�cessite industrielle bien identifi�e relative aux d�lais et aux co�ts engendr�s par la d�termination et la v�rification des s�quences d�assemblages. Contrairement � d�autre domaine tel que l�usinage, il existe peu de m�thodologies pour l��assemblage. CONTEXTE Le travail de th�se se place dans le cadre de la conception int�gr�e et porte sur une m�thode d��aide � la g�n�ration de s�quences d��assemblage de syst�mes m�caniques. Ce travail r�pond � une n�cessite industrielle bien identifi�e relative aux d�lais et aux co�ts engendr�s par la d�termination et la v�rification des s�quences d�assemblages. Contrairement � d�autre domaine tel que l�usinage, il existe peu de m�thodologies pour l��assemblage.

4. REJNERI N. 21 d�cembre 2000 4 Introduction OBJECTIFS La m�thode propos�e a pour objectif de d�terminer et de simuler les s�quences d��assemblage d��un m�canisme au plus t�t dans le processus de conception d��obtenir des s�quences valides des points de vue g�om�trique et technologique simultan�ment et de r�duire la complexit� algorithmique de g�n�ration des s�quences d��assemblage Ces objectifs sont r�alis�s par la prise en compte de contraintes technologiques associ�es � la g�om�trie, l��identification d��associations de composants, et la mise en �uvre de crit�res d���limination et d���valuation de solutions. OBJECTIFS La m�thode propos�e a pour objectif de d�terminer et de simuler les s�quences d��assemblage d��un m�canisme au plus t�t dans le processus de conception d��obtenir des s�quences valides des points de vue g�om�trique et technologique simultan�ment et de r�duire la complexit� algorithmique de g�n�ration des s�quences d��assemblage Ces objectifs sont r�alis�s par la prise en compte de contraintes technologiques associ�es � la g�om�trie, l��identification d��associations de composants, et la mise en �uvre de crit�res d���limination et d���valuation de solutions.

5. REJNERI N. 21 d�cembre 2000 5 Introduction D�finitions : Avant d��aller plus loin, je voudrais d�finir les termes suivants : un comp �l�mentaire qui correspond � l���l�ment ... un contact �l�mentaire repr�sentant un couple � une s�quence d��assemblage est une suite �. La suite est dite monotone c��est a dire que chaque ope � et que les mouvements coordonnes de comp. ne sont pas pris en compte. Avant d��aller plus loin, je voudrais d�finir les termes suivants : un comp �l�mentaire qui correspond � l���l�ment ... un contact �l�mentaire repr�sentant un couple � une s�quence d��assemblage est une suite �. La suite est dite monotone c��est a dire que chaque ope � et que les mouvements coordonnes de comp. ne sont pas pris en compte.

6. REJNERI N. 21 d�cembre 2000 6 Introduction D�finitions : Enfin, une op�ration d��assemblage est constitu�e de trois phases qui sont la phase d��interaction repr�sentant... la phase de manipulation correspondant � la g�n�ration de .. Et la phase de pr�hension qui n��a pas �t� �tudi�e Enfin, une op�ration d��assemblage est constitu�e de trois phases qui sont la phase d��interaction repr�sentant... la phase de manipulation correspondant � la g�n�ration de .. Et la phase de pr�hension qui n��a pas �t� �tudi�e

7. REJNERI N. 21 d�cembre 2000 7 Probl�matique R�sum� des travaux ant�rieurs : Les travaux ant�rieurs portent sur des �tapes de l��obtention d��une s�quence d��assemblage. Premi�rement, la mod�lisation du m�canisme est d�crite � partir du m�canisme assembl�. La g�om�trie des composants est de type poly�drique le plus souvent ou exacte. Et les contacts sont g�n�ralement renseign�s manuellement par l��utilisateur. Ces derniers �tant principalement de type appui plan. Deuxi�mement, les mobilit�s d��assemblage sont g�n�ralement limit�es � des translations. Le concept de sph�re unit� permettant de les d�terminer est le plus souvent employ�. Ce concept est difficile � �tendre � tous types de contacts. Troisi�mement, les associations de composants sont mentionn�es comme n�cessaires par l��ensemble des approches, mais celles-ci restent manuelles et subjectives Enfin, les contraintes technologiques mentionn�es sont limit�es � l��accessibilit� et � la stabilit� des composants.Les travaux ant�rieurs portent sur des �tapes de l��obtention d��une s�quence d��assemblage. Premi�rement, la mod�lisation du m�canisme est d�crite � partir du m�canisme assembl�. La g�om�trie des composants est de type poly�drique le plus souvent ou exacte. Et les contacts sont g�n�ralement renseign�s manuellement par l��utilisateur. Ces derniers �tant principalement de type appui plan. Deuxi�mement, les mobilit�s d��assemblage sont g�n�ralement limit�es � des translations. Le concept de sph�re unit� permettant de les d�terminer est le plus souvent employ�. Ce concept est difficile � �tendre � tous types de contacts. Troisi�mement, les associations de composants sont mentionn�es comme n�cessaires par l��ensemble des approches, mais celles-ci restent manuelles et subjectives Enfin, les contraintes technologiques mentionn�es sont limit�es � l��accessibilit� et � la stabilit� des composants.

8. REJNERI N. 21 d�cembre 2000 8 Probl�matique R�sum� des travaux ant�rieurs : Les travaux ant�rieurs portent sur des �tapes de l��obtention d��une s�quence d��assemblage. Premi�rement, la mod�lisation du m�canisme est d�crite � partir du m�canisme assembl�. La g�om�trie des composants est de type poly�drique le plus souvent ou exacte. Et les contacts sont g�n�ralement renseign�s manuellement par l��utilisateur. Ces derniers �tant principalement de type appui plan. Deuxi�mement, les mobilit�s d��assemblage sont g�n�ralement limit�es � des translations. Le concept de sph�re unit� permettant de les d�terminer est le plus souvent employ�. Ce concept est difficile � �tendre � tous types de contacts. Troisi�mement, les associations de composants sont mentionn�es comme n�cessaires par l��ensemble des approches, mais celles-ci restent manuelles et subjectives Enfin, les contraintes technologiques mentionn�es sont limit�es � l��accessibilit� et � la stabilit� des composants.Les travaux ant�rieurs portent sur des �tapes de l��obtention d��une s�quence d��assemblage. Premi�rement, la mod�lisation du m�canisme est d�crite � partir du m�canisme assembl�. La g�om�trie des composants est de type poly�drique le plus souvent ou exacte. Et les contacts sont g�n�ralement renseign�s manuellement par l��utilisateur. Ces derniers �tant principalement de type appui plan. Deuxi�mement, les mobilit�s d��assemblage sont g�n�ralement limit�es � des translations. Le concept de sph�re unit� permettant de les d�terminer est le plus souvent employ�. Ce concept est difficile � �tendre � tous types de contacts. Troisi�mement, les associations de composants sont mentionn�es comme n�cessaires par l��ensemble des approches, mais celles-ci restent manuelles et subjectives Enfin, les contraintes technologiques mentionn�es sont limit�es � l��accessibilit� et � la stabilit� des composants.

9. REJNERI N. 21 d�cembre 2000 9 Formalisation du probl�me G�om�trie des composants �l�mentaires Mod�lis�e par une g�om�trie correspondant � l'�tat assembl� du produit, D�finie dans un rep�re unique correspondant au rep�re global du m�canisme, Repr�sent�e par un mod�le BRep exact par opposition � un mod�le poly�drique. D�finir plus facilement les contacts, Proche de la r�alit� fonctionnelle. La premi�re �tape pour la formalisation du probl�me concerne la definition des donn�es d��entr�e. Les donn�es d��entr�e consid�r�es comme minimales par notre approche sont au nombre deux. Premi�rement, la g�om�trie des composants �l�mentaires qui est : mod�lis�e par � d�finie dans un rep�re � repr�sent�e par un mod�le Brep afin de d�terminer plus facilement les contacts et d���tre plus proche de la r�alit� fonctionnelle des liaisons. La g�om�trie peut �tre �galement partielle, c��est-�-dire r�duite � la pr�sence des surfaces fonctionnelles. Les surfaces fonctionnelles correspondent aux surfaces de contact, ce qui nous am�ne � la deuxi�me donn�es d��entr�e les contacts �l�mentairesLa premi�re �tape pour la formalisation du probl�me concerne la definition des donn�es d��entr�e. Les donn�es d��entr�e consid�r�es comme minimales par notre approche sont au nombre deux. Premi�rement, la g�om�trie des composants �l�mentaires qui est : mod�lis�e par � d�finie dans un rep�re � repr�sent�e par un mod�le Brep afin de d�terminer plus facilement les contacts et d���tre plus proche de la r�alit� fonctionnelle des liaisons. La g�om�trie peut �tre �galement partielle, c��est-�-dire r�duite � la pr�sence des surfaces fonctionnelles. Les surfaces fonctionnelles correspondent aux surfaces de contact, ce qui nous am�ne � la deuxi�me donn�es d��entr�e les contacts �l�mentaires

10. REJNERI N. 21 d�cembre 2000 10 Formalisation du probl�me Les contacts �l�mentaires correspondent � un couple de surfaces pouvant etre de type plan , cyl, sph�re ou c�ne. L��information de contacts est g�n�ralement absente des environnements de CAO actuels. Par cons�quent, un algorithme de recherche des contacts a �t� r�alis�. Celui-ci permet de d�terminer la nature des contacts a partir des caract�ristiques g�om�triques des surfaces Et l�existence du contact est ensuite valid�e par un calcul de distance minimum entre les surfaces. Les limitations de l��algorithme r�sident premi�rement en la non prise en compte des surfaces de type tore, des pr�cisions num�riques, c��est-�-dire des tol�rances g�om�triques utilis�es pour d�terminer la nature du contact, de la distance minimale donn�e validant ou non l��existence du contact et enfin, les contacts partiels ne peuvent �tre identifi�s en tant que tels. L��algorithme doit �tre vu comme une aide � l��utilisateur pour l��assignation des contacts �l�mentaires �.. qui sont au nombre 8Les contacts �l�mentaires correspondent � un couple de surfaces pouvant etre de type plan , cyl, sph�re ou c�ne. L��information de contacts est g�n�ralement absente des environnements de CAO actuels. Par cons�quent, un algorithme de recherche des contacts a �t� r�alis�. Celui-ci permet de d�terminer la nature des contacts a partir des caract�ristiques g�om�triques des surfaces Et l�existence du contact est ensuite valid�e par un calcul de distance minimum entre les surfaces. Les limitations de l��algorithme r�sident premi�rement en la non prise en compte des surfaces de type tore, des pr�cisions num�riques, c��est-�-dire des tol�rances g�om�triques utilis�es pour d�terminer la nature du contact, de la distance minimale donn�e validant ou non l��existence du contact et enfin, les contacts partiels ne peuvent �tre identifi�s en tant que tels. L��algorithme doit �tre vu comme une aide � l��utilisateur pour l��assignation des contacts �l�mentaires �.. qui sont au nombre 8

11. REJNERI N. 21 d�cembre 2000 11 Formalisation du probl�me ... : 7 d�termin�s en automatique par l��algorithme le huiti�me �tant le contact glissi�re h�lico�dale qui ne peut �tre d�termin� puisque les surfaces h�lico�dales ne sont g�n�ralement pas mod�lis�es dans les env. de CAO. Par cons�quent, ce contact est renseign� par l��utilisateur � partir d��un contact PG auquel est ajout� un attribut de pas.... : 7 d�termin�s en automatique par l��algorithme le huiti�me �tant le contact glissi�re h�lico�dale qui ne peut �tre d�termin� puisque les surfaces h�lico�dales ne sont g�n�ralement pas mod�lis�es dans les env. de CAO. Par cons�quent, ce contact est renseign� par l��utilisateur � partir d��un contact PG auquel est ajout� un attribut de pas.

12. REJNERI N. 21 d�cembre 2000 12 Objectifs Conna�tre l�ensemble des familles de mouvements admissibles pour chacun des contacts �l�mentaires, Trois familles de mouvements : Rotations, Translations, Mouvements h�lico�daux. Exemple : contact appui plan Formalisation du probl�me Maintenant, le modele cinematique des contacts developpe a pour objectif de conna�tre l��ensemble �. Trois familles de mvts sont prises en compte, a savoir : R T et les mvts hel. Prenons, l��exemple du contact appui plan dont les familles de mvts admissibles correspondent a : un hemisphere pour les T et une rotation, d��axe la normale au contact. Maintenant, le modele cinematique des contacts developpe a pour objectif de conna�tre l��ensemble �. Trois familles de mvts sont prises en compte, a savoir : R T et les mvts hel. Prenons, l��exemple du contact appui plan dont les familles de mvts admissibles correspondent a : un hemisphere pour les T et une rotation, d��axe la normale au contact.

13. REJNERI N. 21 d�cembre 2000 13 Formalisation du probl�me Les quaternions sont utilises car ils sont adaptes a decrire l��ensemble des familles de trajectoires souhaitees quel que soit le systeme d��axes d��assemblage. Dans le cas du contact appui plan, les quaternions sont decrits de la maniere suivante : Un quaternion Q representant les R et un quaternion Q0 dependant de Q pour les T.Les quaternions sont utilises car ils sont adaptes a decrire l��ensemble des familles de trajectoires souhaitees quel que soit le systeme d��axes d��assemblage. Dans le cas du contact appui plan, les quaternions sont decrits de la maniere suivante : Un quaternion Q representant les R et un quaternion Q0 dependant de Q pour les T.

14. REJNERI N. 21 d�cembre 2000 14 Alg�bre duale des quaternions Combinaison des quaternions Q et Q0 Combinaison des quaternions duaux Propri�t� de commutativit� de l�association. Propri�t� de combinaison des mobilit�s Trouver un ensemble de contacts tel que la combinaison de deux contacts donne un contact existant. Limiter les mobilit�s de rotation, 15 types de contacts. Mise en �uvre de r�gles Simplifier (probl�me num�rique de combinaison des mobilit�s, tol�rances) Matrice sym�trique 15*15. Formalisation du probl�me Afin de conna�tre les mobilites d��assemblage au niveau des composants, l��algebre duale des quaternions est utilisee pour combiner les quaternions Q et Q0 de chaque contact elementaire en un quaternion dual. Et egalement combiner les quaternions duaux entre eux. Une propriete de combinaison des mobilites est alors necessaire afin de trouver �. Cette propriete est realisee en limitant les mobilites de rotations de certains contacts elementaires ce qui conduit a l��existence de 15 types de contact. Pour simplifier, les problemes numeriques de combinaison des mobilites avec les quaternions. Des regles d��associations de contacts ont ete mises en �uvre. Le resultat etant une matrice symetrique 15*15. Afin de conna�tre les mobilites d��assemblage au niveau des composants, l��algebre duale des quaternions est utilisee pour combiner les quaternions Q et Q0 de chaque contact elementaire en un quaternion dual. Et egalement combiner les quaternions duaux entre eux. Une propriete de combinaison des mobilites est alors necessaire afin de trouver �. Cette propriete est realisee en limitant les mobilites de rotations de certains contacts elementaires ce qui conduit a l��existence de 15 types de contact. Pour simplifier, les problemes numeriques de combinaison des mobilites avec les quaternions. Des regles d��associations de contacts ont ete mises en �uvre. Le resultat etant une matrice symetrique 15*15.

15. REJNERI N. 21 d�cembre 2000 15 Conclusion Grande famille de mouvements des rotations, des translations, des mouvements h�lico�daux. Grande diversit� des contacts Limites Mobilit�s de rotations limit�es, Contacts partiels non mod�lis�s. Formalisation du probl�me En conclusion, le modele cinematique permet de prendre en compte une grande famille de mouvements que se soient des R, des T ou des mvts hel. Et egalement une grande diversite des contacts. Les limitations de ce modele reside dans la limitation de mobilites de R et la non prise en compte des contacts partiels.En conclusion, le modele cinematique permet de prendre en compte une grande famille de mouvements que se soient des R, des T ou des mvts hel. Et egalement une grande diversite des contacts. Les limitations de ce modele reside dans la limitation de mobilites de R et la non prise en compte des contacts partiels.

16. REJNERI N. 21 d�cembre 2000 16 Formalisation du probl�me La prise en compte de contraintes technologiques au plus t�t dans le processus de conception a pour objectif de : caract�riser le comportement r�el � d�finir des s�quences d�terminer des associations de d�finir des crit�res et ainsi contribuer � r�duire la complexit� Ces contraintes doivent �tre simples, qualitatives et d��un volume de donn�es faibles. Elles sont de deux types ...La prise en compte de contraintes technologiques au plus t�t dans le processus de conception a pour objectif de : caract�riser le comportement r�el � d�finir des s�quences d�terminer des associations de d�finir des crit�res et ainsi contribuer � r�duire la complexit� Ces contraintes doivent �tre simples, qualitatives et d��un volume de donn�es faibles. Elles sont de deux types ...

17. REJNERI N. 21 d�cembre 2000 17 Formalisation du probl�me � les contraintes attach�es aux composants telles que : la designation technologique qui permet d��identifier les composants normalises et ainsi caracteriser leur comportement par : des modeles cinematiques. Par exemple, en prenant en compte le rotulage des roulements. des modeles geometriques. Par exemple, pour les composants deformables. En effet, un anneau elastique necessite 3 representations geometriques : l��etat assemble, l��etat en cours d��assemblage, l��etat au repos pour la phase de manipulation. La designation technologique permet egalement de definir des associations de composants et des criteres de selection des composants. Les proprietes physiques des materiaux telles que la densite ou le coefficient de forttement permettent de definir des criteres relatifs a la masse des composants ou aux efforts d��assemblage. L��outillage tel que l��outillage de serrage integre dans l��approche ou d��autre necessitant un modele geometrique externe permet de definir des criteres relatifs a l��encombrement et a l��accessibilite. Et egalement de differencier le montage du demontage.� les contraintes attach�es aux composants telles que : la designation technologique qui permet d��identifier les composants normalises et ainsi caracteriser leur comportement par : des modeles cinematiques. Par exemple, en prenant en compte le rotulage des roulements. des modeles geometriques. Par exemple, pour les composants deformables. En effet, un anneau elastique necessite 3 representations geometriques : l��etat assemble, l��etat en cours d��assemblage, l��etat au repos pour la phase de manipulation. La designation technologique permet egalement de definir des associations de composants et des criteres de selection des composants. Les proprietes physiques des materiaux telles que la densite ou le coefficient de forttement permettent de definir des criteres relatifs a la masse des composants ou aux efforts d��assemblage. L��outillage tel que l��outillage de serrage integre dans l��approche ou d��autre necessitant un modele geometrique externe permet de definir des criteres relatifs a l��encombrement et a l��accessibilite. Et egalement de differencier le montage du demontage.

18. REJNERI N. 21 d�cembre 2000 18 Formalisation du probl�me Les contraintes attach�es aux contacts sont plus reduites et concernent : les ajustements pris en compte de maniere qualitative et les procedes d��assemblage tels que le collage ou le soudage. Ces contraintes permettent de carcateriser le comportement des liaisons au travers d��associations de composants et de criteres de selection. Il est a noter que l��ensemble des contraintes prises en compte sont generalement presentes dans la nomenclature du mecanisme.Les contraintes attach�es aux contacts sont plus reduites et concernent : les ajustements pris en compte de maniere qualitative et les procedes d��assemblage tels que le collage ou le soudage. Ces contraintes permettent de carcateriser le comportement des liaisons au travers d��associations de composants et de criteres de selection. Il est a noter que l��ensemble des contraintes prises en compte sont generalement presentes dans la nomenclature du mecanisme.

19. REJNERI N. 21 d�cembre 2000 19 Formalisation du probl�me En conclusion, La mise en �uvre de divers mod�les g�om�triques, technologiques et m�caniques Ainsi que l�enrichissement des mod�les �. Permettent d�approcher la r�alit� et d��evaluer la difficulte d��une op�ration d�assemblageEn conclusion, La mise en �uvre de divers mod�les g�om�triques, technologiques et m�caniques Ainsi que l�enrichissement des mod�les �. Permettent d�approcher la r�alit� et d��evaluer la difficulte d��une op�ration d�assemblage

20. REJNERI N. 21 d�cembre 2000 20 Associations de composants Nous abordons maintenant, la n�cessit� d���effectuer des associations de composants au travers du constat suivant : Par consequent, on souhaite reduire le nbre de composants a etudier, mais egalement realiser des associations de composants qui soient significatives du point de vue technologique, de maniere automatique a partir de regles qui sont fonctions des informations disponibles. Nous abordons maintenant, la n�cessit� d���effectuer des associations de composants au travers du constat suivant : Par consequent, on souhaite reduire le nbre de composants a etudier, mais egalement realiser des associations de composants qui soient significatives du point de vue technologique, de maniere automatique a partir de regles qui sont fonctions des informations disponibles.

21. REJNERI N. 21 d�cembre 2000 21 Associations de composants Tout d��abord le concept de regroupement : Un regroupement est defini par � Une seule condition d��existence a savoir que chacun des constituants possedent la meme designation. En remarque, un regroupement est �. Pour son etude. Un regroupement ne peut inclure d��autres regroupements. La limitation actuelle pour ce type d��associations est que les reg ne sont possibles en automatique que pour les comp normalises de type vis.Tout d��abord le concept de regroupement : Un regroupement est defini par � Une seule condition d��existence a savoir que chacun des constituants possedent la meme designation. En remarque, un regroupement est �. Pour son etude. Un regroupement ne peut inclure d��autres regroupements. La limitation actuelle pour ce type d��associations est que les reg ne sont possibles en automatique que pour les comp normalises de type vis.

22. REJNERI N. 21 d�cembre 2000 22 Associations de composants Le concept de sous-ensemble est quant a lui defini par un ensemble �. Un sous-ensemble est considere comme �.pour les besoins d��une etude. Les sous-ensembles sont determines en automatique a partir de regles reposant sur les informations disponibles, c��est-a-dire : le type de liaison, les designations tehcnologiques, et les mobilites relatives entre composants.Le concept de sous-ensemble est quant a lui defini par un ensemble �. Un sous-ensemble est considere comme �.pour les besoins d��une etude. Les sous-ensembles sont determines en automatique a partir de regles reposant sur les informations disponibles, c��est-a-dire : le type de liaison, les designations tehcnologiques, et les mobilites relatives entre composants.

23. REJNERI N. 21 d�cembre 2000 23 Associations de composants La determination en automatique des associations engendre des problemes d��appartenance multiple d��un composant a des associations. Prenons l��exemple du mecanisme suivant ou la vis A peut appartenir soit au regroupements de vis, soit avec la rondelle a un sous-ensemble. Pour resoudre ces problemes, un ordre de creation est propose : tout d��abord des sous-ensembles specifiques d��un point de vue technologique afin d��eliminer les composants non significatifs tels que les rondelles. Puis les reg en automatique, eventuellement completes manuellement par l��utilisateur. Enfin, les sous-ensembles en automatique, egalement completes par l��utilisateur. Voici, un exemple sur un mecanisme reel montrant l��ordre de creation. � les sous-ensembles (vis + rondelles) ... puis les regroupements de vis participant a la meme liaison technologique.La determination en automatique des associations engendre des problemes d��appartenance multiple d��un composant a des associations. Prenons l��exemple du mecanisme suivant ou la vis A peut appartenir soit au regroupements de vis, soit avec la rondelle a un sous-ensemble. Pour resoudre ces problemes, un ordre de creation est propose : tout d��abord des sous-ensembles specifiques d��un point de vue technologique afin d��eliminer les composants non significatifs tels que les rondelles. Puis les reg en automatique, eventuellement completes manuellement par l��utilisateur. Enfin, les sous-ensembles en automatique, egalement completes par l��utilisateur. Voici, un exemple sur un mecanisme reel montrant l��ordre de creation. � les sous-ensembles (vis + rondelles) ... puis les regroupements de vis participant a la meme liaison technologique.

24. REJNERI N. 21 d�cembre 2000 24 Associations de composants En conclusion, Les associations obtenues sont determinees automatiquement. Celles-ci sont significatives �. Et permettent de reduire le nombre de composants a manipuler. Avant de passer a l��etape de resolution du probleme, l��animation suivante resumer les etapes precedentes : A partir d��un mecanisme initial assemble, la formalisation du probleme permet d��associer des modeles et des contraintes aux composants du mecanisme. Et ainsi, identifier des associations de composants qui permettent de definir un nouveau mecanisme pour la resolution du probleme. En conclusion, Les associations obtenues sont determinees automatiquement. Celles-ci sont significatives �. Et permettent de reduire le nombre de composants a manipuler. Avant de passer a l��etape de resolution du probleme, l��animation suivante resumer les etapes precedentes : A partir d��un mecanisme initial assemble, la formalisation du probleme permet d��associer des modeles et des contraintes aux composants du mecanisme. Et ainsi, identifier des associations de composants qui permettent de definir un nouveau mecanisme pour la resolution du probleme.

25. REJNERI N. 21 d�cembre 2000 25 S�quencement des op�rations d�assemblage Le s�quencement des op�rations d�assemblage consiste a partir du mecanisme assemble de rechercher les sequences de demontage. Celles-ci pouvant etre reversibles en fonction des informations renseignees telles que l��outillage. Le sequencement est realise en deux etapes : Premi�rement, il s��agit de d�terminer les composants candidats a l��assemblage d��un point de vue uniquement g�om�trique. Ces conditions d��assemblage reposent sur les donn�es d��entr�es minimales, Deuxi�mement, en fonction des donn�es compl�mentaires disponibles des crit�res de s�lection permettent d���liminer des composants candidats, Le s�quencement des op�rations d�assemblage consiste a partir du mecanisme assemble de rechercher les sequences de demontage. Celles-ci pouvant etre reversibles en fonction des informations renseignees telles que l��outillage. Le sequencement est realise en deux etapes : Premi�rement, il s��agit de d�terminer les composants candidats a l��assemblage d��un point de vue uniquement g�om�trique. Ces conditions d��assemblage reposent sur les donn�es d��entr�es minimales, Deuxi�mement, en fonction des donn�es compl�mentaires disponibles des crit�res de s�lection permettent d���liminer des composants candidats,

26. REJNERI N. 21 d�cembre 2000 26 Conditions g�om�triques d�assemblage (a) Mobilit�s : 1 translation au minimum Mobilit� seule de rotation ne permet pas la rupture de tous les contacts (non prise en compte). (b) Longueur d�assemblage minimale Longueur de contact dans la direction donn�e, Distance de s�curit� (garantir la rupture des contacts). (c) Calcul d�interf�rence : Positions initiale et finale d�interaction, Prise en compte ou non de l�outillage. S�quencement des op�rations d�assemblage Les conditions g�om�trique n�cessaires pour qu��un composant soit candidats a l��assemblage sont que : celui-ci possede au moins une mobilite de translation�. Ces conditions geometriques permettent de determiner la liste des composants candidats a l��assemblage du mecnisme.Les conditions g�om�trique n�cessaires pour qu��un composant soit candidats a l��assemblage sont que : celui-ci possede au moins une mobilite de translation�. Ces conditions geometriques permettent de determiner la liste des composants candidats a l��assemblage du mecnisme.

27. REJNERI N. 21 d�cembre 2000 27 S�quencement des op�rations d�assemblage Les limitations se situent au niveau des calculs des interf�rences lors de l��extraction du composant puisqu��ils sont effectues uniquement en position finale et en position initiale dans le cas ou un outillage est d�fini. L��exemple suivant montre l��application des conditions d��assemblage sur une vis. Les contacts de la vis sont �. Il en r�sulte une mobilit� de type glissi�re helicoidale unidirectionnelle qui comprend bien une direction de translation. La longueur de contact dans cette direction repr�sente la longueur d��extraction du composant. Un calcul d��interf�rence est effectue en position finale, c��est-a-dire le composant translate de la longueur d��extraction + une distance de s�curit�. Dans cette configuration, la vis est en interf�rence avec un autre composant, par cons�quent, la vis n��est pas consid�r�e comme un composant candidats a l��assemblage dans l���tat du m�canisme consid�r�.Les limitations se situent au niveau des calculs des interf�rences lors de l��extraction du composant puisqu��ils sont effectues uniquement en position finale et en position initiale dans le cas ou un outillage est d�fini. L��exemple suivant montre l��application des conditions d��assemblage sur une vis. Les contacts de la vis sont �. Il en r�sulte une mobilit� de type glissi�re helicoidale unidirectionnelle qui comprend bien une direction de translation. La longueur de contact dans cette direction repr�sente la longueur d��extraction du composant. Un calcul d��interf�rence est effectue en position finale, c��est-a-dire le composant translate de la longueur d��extraction + une distance de s�curit�. Dans cette configuration, la vis est en interf�rence avec un autre composant, par cons�quent, la vis n��est pas consid�r�e comme un composant candidats a l��assemblage dans l���tat du m�canisme consid�r�.

28. REJNERI N. 21 d�cembre 2000 28 S�quencement des op�rations d�assemblage Des crit�res d���valuation ont �t� d�finis a partir des informations g�om�triques et technologiques d�crites pr�c�demment. Les crit�res geom sont : �. Les crit�res techno sont : �. Des crit�res d���valuation ont �t� d�finis a partir des informations g�om�triques et technologiques d�crites pr�c�demment. Les crit�res geom sont : �. Les crit�res techno sont : �.

29. REJNERI N. 21 d�cembre 2000 29 S�quencement des op�rations d�assemblage Des crit�res d���valuation ont �t� d�finis a partir des informations g�om�triques et technologiques d�crites pr�c�demment. Les crit�res geom sont : �. Les crit�res techno sont : �. Des crit�res d���valuation ont �t� d�finis a partir des informations g�om�triques et technologiques d�crites pr�c�demment. Les crit�res geom sont : �. Les crit�res techno sont : �.

30. REJNERI N. 21 d�cembre 2000 30 S�quencement des op�rations d�assemblage Enfin, l��valuation des composants est r�alis�e par une fonction objectif qui permet de r�unir les crit�res d�unit�s et de grandeurs physiques diff�rentes. En effet, l���valuation Ck d��un composant selon un crit�re doit �tre adimensionelle. C��est la raison pour la quelle, les composants candidats sont ordonn�s. Et ainsi, Ck correspond � l��inverse de la position du composant dans la liste des composants candidats, c�est-�-dire satisfaisant les conditions g�om�triques d�assemblage et les crit�res de rejet. Les crit�res peuvent �tre �galement pond�r�s par un coefficient alphak. Le composant optimum, pour un �tat donn� du m�canisme, correspond au composant dont la valeur de la fonction est maximale.Enfin, l��valuation des composants est r�alis�e par une fonction objectif qui permet de r�unir les crit�res d�unit�s et de grandeurs physiques diff�rentes. En effet, l���valuation Ck d��un composant selon un crit�re doit �tre adimensionelle. C��est la raison pour la quelle, les composants candidats sont ordonn�s. Et ainsi, Ck correspond � l��inverse de la position du composant dans la liste des composants candidats, c�est-�-dire satisfaisant les conditions g�om�triques d�assemblage et les crit�res de rejet. Les crit�res peuvent �tre �galement pond�r�s par un coefficient alphak. Le composant optimum, pour un �tat donn� du m�canisme, correspond au composant dont la valeur de la fonction est maximale.

31. REJNERI N. 21 d�cembre 2000 31 S�quencement des op�rations d�assemblage En conclusion, le s�quencement des op�rations d��assemblage est effectu� par approche multi-crit�res � partir d��informations g�om�triques et technologiques. En automatique, quelles soient les informations disponibles. Les r�sultats obtenus sont d��une grande efficacit� par rapport aux donn�es mises en jeu Conduisant � la r�duction de la complexit� algorithmique en ne g�n�rant que des s�quences valides.En conclusion, le s�quencement des op�rations d��assemblage est effectu� par approche multi-crit�res � partir d��informations g�om�triques et technologiques. En automatique, quelles soient les informations disponibles. Les r�sultats obtenus sont d��une grande efficacit� par rapport aux donn�es mises en jeu Conduisant � la r�duction de la complexit� algorithmique en ne g�n�rant que des s�quences valides.

32. REJNERI N. 21 d�cembre 2000 32 G�n�ration de trajectoires d�assemblage L�� approche choisie pour la phase de manipulation des composants est une approche stochastique propos�e par Kavraki qui permet donc de trouver si il existe une trajectoire du composant entre deux positions donn�es dans un environnement encombre. Le principe utilise est la construction de 2 graphes admettant pour racine les configurations initiales et finales. Chaque n�ud dans un graphe repr�sente une configuration libre de collisions. Cette �tape de construction est appel�e �tape d��expansion. L���tape de connexion essaie d���tablir une trajectoire en reliant deux n�uds. L��algorithme ex�cute it�rativement les deux �tapes jusqu��a ce qu��une trajectoire soit trouv�e ou que le nombre maximum d��it�ration soit atteint. L��algorithme est illustre par l��exemple suivant.L�� approche choisie pour la phase de manipulation des composants est une approche stochastique propos�e par Kavraki qui permet donc de trouver si il existe une trajectoire du composant entre deux positions donn�es dans un environnement encombre. Le principe utilise est la construction de 2 graphes admettant pour racine les configurations initiales et finales. Chaque n�ud dans un graphe repr�sente une configuration libre de collisions. Cette �tape de construction est appel�e �tape d��expansion. L���tape de connexion essaie d���tablir une trajectoire en reliant deux n�uds. L��algorithme ex�cute it�rativement les deux �tapes jusqu��a ce qu��une trajectoire soit trouv�e ou que le nombre maximum d��it�ration soit atteint. L��algorithme est illustre par l��exemple suivant.

33. REJNERI N. 21 d�cembre 2000 33 G�n�ration de trajectoires d�assemblage Les param�tres d��entr�e du planificateur sont � et les param�tres de configuration sont au nombre de 8, notamment la boite �. Les param�tres d��entr�e du planificateur sont � et les param�tres de configuration sont au nombre de 8, notamment la boite �.

34. REJNERI N. 21 d�cembre 2000 34 G�n�ration de trajectoires d�assemblage Les am�liorations se sont port�es tout d��abord sur les param�tres afin d��en r�duire le nombre et d��automatiser leur assignation. Ensuite, afin de r�duire la complexit� algorithmique due au tirage al�atoire des configurations, les am�liorations permettent de limiter dynamiquement les degr�s de libert�s et l��espace de recherche en fonction de la position du composant a manipuler. Enfin, des propositions qui restent a mettre en �uvre et a valider telles que l��utilisation de configurations cibles interm�diaires ou l��utilisation de trajectoires valid�es dans le cas d��empilements de composants ont �t� avanc�es.Les am�liorations se sont port�es tout d��abord sur les param�tres afin d��en r�duire le nombre et d��automatiser leur assignation. Ensuite, afin de r�duire la complexit� algorithmique due au tirage al�atoire des configurations, les am�liorations permettent de limiter dynamiquement les degr�s de libert�s et l��espace de recherche en fonction de la position du composant a manipuler. Enfin, des propositions qui restent a mettre en �uvre et a valider telles que l��utilisation de configurations cibles interm�diaires ou l��utilisation de trajectoires valid�es dans le cas d��empilements de composants ont �t� avanc�es.

35. REJNERI N. 21 d�cembre 2000 35 G�n�ration de trajectoires d�assemblage En conclusion, cette approche permet de trouver en automatique une trajectoire � Cependant, les parametres restent difficiles a configurer, la grande complexite algorithmique de l��approche genere des temps de calcul longs, les ameliorations approtees restent a valider en rejouant les memes parametres enfin, l��utilisateur ne peut guider la trajectoire.En conclusion, cette approche permet de trouver en automatique une trajectoire � Cependant, les parametres restent difficiles a configurer, la grande complexite algorithmique de l��approche genere des temps de calcul longs, les ameliorations approtees restent a valider en rejouant les memes parametres enfin, l��utilisateur ne peut guider la trajectoire.

36. REJNERI N. 21 d�cembre 2000 36 Maquette informatique Ensemble de librairies scientifiques et techniques d�velopp�es et diffus�es en Open source par EADS Matra Datavision Maquette : PC Intel Pentium, 400 Mhz, 64 Mo RAM. La maquette informatique realisee a ete developpee a partir d��Open CASCADE, ensemble de lib � Les resultats et les temps de calcul que je vais presenter ont ete obtenus a partir d��un PC 400MHz avec 64 Mo de memoire.La maquette informatique realisee a ete developpee a partir d��Open CASCADE, ensemble de lib � Les resultats et les temps de calcul que je vais presenter ont ete obtenus a partir d��un PC 400MHz avec 64 Mo de memoire.

37. REJNERI N. 21 d�cembre 2000 37 Alternateur : 2 directions principales d�assemblage 17 composants �l�mentaires ~1500 s�quences (non calculables). Le premier des trois exemples concerne l��alternateur dont les caracteristiques est qu��il possede 2 dir et 17 comp ele.Le premier des trois exemples concerne l��alternateur dont les caracteristiques est qu��il possede 2 dir et 17 comp ele.

38. REJNERI N. 21 d�cembre 2000 38 Associations de composants 2 regroupements et 3 sous-ensembles , 9 composants, 248 s�quences, T=2 min 20 sec. Crit�res + orientation du m�canisme 2 s�quences. T= 35 sec. Outillage 1 s�quence. S�quence automatique : exemple

39. REJNERI N. 21 d�cembre 2000 39 Moteur : Plusieurs directions d�assemblage 18 composants �l�mentaires Regroupements et sous-ensembles 8 composants. Crit�res + Composant fixe 9 s�quences, T=4 min 30 sec.

40. REJNERI N. 21 d�cembre 2000 40 Buse de soudure : Plusieurs directions d�assemblage non orthogonales 17 composants �l�mentaires Regroupements et sous-ensembles 11 composants.

41. REJNERI N. 21 d�cembre 2000 41 Conclusions M�thode propos�e Mod�lisation des op�rations d�assemblage phases d�interaction et de manipulation des composants Prise en compte d�informations technologiques, Identification automatique d�associations de composants, Multiplicit� des mod�les pour la repr�sentation des composants, Viabilit� g�om�trique et technologique des s�quences, R�duction de la complexit� algorithmique de g�n�ration des s�quences, Capacit� � traiter des s�quences de montage, de d�montage et de maintenance. Maquette informatique Validation de l�approche, Simulation des phases d�interaction et de manipulation des composants. Pour conclure, la m�thode d��aide � la g�n�ration des s�quences d��assemblage propose : une mod�lisation des op�rations d�assemblage, c��est-�-dire des phases d��interaction et de manipulation des composants, la prise en compte de contraintes technologiques, l��identification automatique d��associations de composants, autorise la multiplicit� des mod�les pour la repr�sentation des composant, la viabilit� g�om�trique et technologique des s�quences g�n�r�es, une r�duction significative de la complexit� algorithmique et la capacit� � traiter des s�quences de montage, de d�montage et de maintenance. La maquette informatique permet quant � elle de valider l��approche et de simuler les phases ...Pour conclure, la m�thode d��aide � la g�n�ration des s�quences d��assemblage propose : une mod�lisation des op�rations d�assemblage, c��est-�-dire des phases d��interaction et de manipulation des composants, la prise en compte de contraintes technologiques, l��identification automatique d��associations de composants, autorise la multiplicit� des mod�les pour la repr�sentation des composant, la viabilit� g�om�trique et technologique des s�quences g�n�r�es, une r�duction significative de la complexit� algorithmique et la capacit� � traiter des s�quences de montage, de d�montage et de maintenance. La maquette informatique permet quant � elle de valider l��approche et de simuler les phases ...

42. REJNERI N. 21 d�cembre 2000 42 Perspectives M�thode propos�e Des op�rations d�assemblage �tude de la phase de pr�hension des composants, Mobilit�s d�assemblage Prise en compte des contacts partiels Informations technologiques Enrichir les mod�les, niveaux de d�tails. G�n�ration de trajectoires Propositions � mettre en �uvre et � valider. Maquette informatique Validation sur des m�canismes industriels, Livraison de composants dans l�environnement Open CASCADE (Industrialisation). De nombreuses perspectives sont envisageables, au niveau des op�rations d��assemblage, avec l��etude de la phase de pr�hension des composants, au niveau des mobilit�s d��assemblage, en prenant en compte les contacts partiels, au niveau des informations technologiques par l��enrichissement des mod�les au niveau de la g�n�ration de trajectoires par la mise en �uvre et la validations des propositions. Enfin, la maquette informatique doit �tre valid�e sur des exemples industriels et permettre ainsi la livraison de composants dans l��environnement Open CASCADE.De nombreuses perspectives sont envisageables, au niveau des op�rations d��assemblage, avec l��etude de la phase de pr�hension des composants, au niveau des mobilit�s d��assemblage, en prenant en compte les contacts partiels, au niveau des informations technologiques par l��enrichissement des mod�les au niveau de la g�n�ration de trajectoires par la mise en �uvre et la validations des propositions. Enfin, la maquette informatique doit �tre valid�e sur des exemples industriels et permettre ainsi la livraison de composants dans l��environnement Open CASCADE.