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Le module Focus scan sert à préciser 30 1. Cette étape a pour but d'aider l'utilisateur à analyser la pièce, à émettre des suppositions, à sauver les hypothèses en fournissant toutes ses connaissances de fabrication. Powered By BloggerDesigned wiri Sweetheme. En fait, tous les algorithmes de cette thèse fonctionnent sur les n uds d'un maillage issu d'un scan et aussi sur une distribution aléatoire de scan. On peut citer par exemple la rétro-conception d'une pompe de direction assistée qui est considérablement endommagée à cause 26 1.

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Ces modications n'ont pas été appliquées aux mises en plan. Un modèle CAO paramétrique, c'est-à-dire avec une arborescence complète, a dû être réalisé pour permettre une re-conception et donc une fabrication adaptée à une autre morphologie de presse.

Le modèle original CAO n'est pas susant pour soutenir des modications.

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C'est le cas des pièces où pour des raisons de propriétés industrielles, certaines informations n'ont pas été fournies au sous-traitant de production.

Dans ce cas, une rétro-conception a lieu an d'eectuer quelques modications pour en assurer la bonne conformité vis-à-vis de la production. On peut citer dans ce contexte la rétroconception d'une barre stabilisatrice d'une voiture Durupt, Les raisons d'établir la rétro-conception dans ce projet est que le constructeur automobile ne fournit qu'un modèle surfacique gé sur lequel le prestataire de la barre doit eectuer des calculs éléments nis, rétro-concevoir la barre et renvoyer au client un modèle CAO corrigé et correctement paramétré.

Amélioration de la performance ou les fonctionnalités de produit. Ce contexte concerne les pièces qui ont été mal conçues et qui doivent être mises à jour pour assurer des bonnes fonctionnalités. On peut citer par exemple la rétro-conception d'une pompe de direction assistée qui est considérablement endommagée à cause 26 1.

Les rayons de congés trop important ont introduit des concentrations de contraintes mécaniques. Toutes les ssures et les dommages sont initiés à partir du congé, par conséquent, la conception initiale doit être mise à jour. Actualisation des matériaux désuets ou des processus de fabrication désuets.

Ce cas concerne les pièces anciennes. Le but de la rétro-conception dans ce contexte est de re-fabriquer une pièce avec des matéraiux et des procédés d'aujourd'hui. Composants usés ou cassés pour lesquels il n'y a aucune source d'approvisionnement.

Ce contexte concerne les pièces plus ou moins anciennes qui ont subi un changement dans leurs géométries dû à des usures ou cassures. En plus, les données sources de ces pièces n'existent plus.

On peut citer par exemple la RC d'une aube de turbine usée Bagci, Analyse des fonctionnalités du produit des concurrents.

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La rétro-conception peut être aussi appliquée dans le but d'analyser et d'acquérir les connaissances de fabrication, de fonctionnalités et autres d'une pièce d'un concurrent. Bien qu'évidente, cette raison est en fait souvent en marge des raisons principales. Les industriels ne l'évoquent que très rarement. On remarque que les besoins de la rétro-conception sont larges et variés et concernent des composants anciens comme plus modernes.

Il est évident que les exemples cités ci-dessus ne dressent pas une synthèse exhaustive des raisons industrielles.

Elles sont en réalité non quantiables et leur origine est très diverse. Les problématiques de RC rencontrées par ce cluster sont souvent récurrentes. Par conséquent, la RC n'est pas une activité exceptionnelle et peut être réalisée de façon routinière. Aujourd'hui, de nombreux logiciels existent sur le marché pour répondre au contexte industriel et pour supporter l'activité de RC.

Ces logiciels permettent d'obtenir un modèle CAO qui est généralement gelé. La section suivante établit une veille technologique sur les logiciels du marché. On cite dans cette section quelques-uns.

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Pour plus de détails, une comparaison entre des logiciels de la rétro-conception est fait dans Minetola et al. Dans Geomagic studio, il est possible de modier le nuage de points, le maillage et les surfaces construites dans une même application. Il est aussi possible d'extraire des surfaces orientées et de créer des surfaces CAO. Une reconnaissance automatique du type de surface plan, cylindre, cône, sphère et des surfaces à bases de contours extrusions et révolutions peut être faite.

Des opérations d'extrusion, de révolution, et d'enlèvement de matière, utilisant comme esquisse les contours détectés, peuvent être exécutées. Des pièces complexes 28 1. En eet, les contours d'esquisse sont automatiquement extraits et l'utilisateur peut ensuite redessiner une nouvelle esquisse par-dessus et générer les fonctions extrusion, balayage etc.

Il est conçu pour la rétro-conception surfacique et solide. Un nouveau module a été ajouté sur la version : la modélisation rapide. Ce module accélère la création d'une entité par la détection automatique et la création des extrusions, des lets, des révolutions, des balayages, etc.

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Il permet de combiner le traitement des maillages issus de scan et les fonctionnalités de modélisation 3D solide paramétrique, de sorte à créer des modèles solides modiables. Le logiciel est conçu par Dassault Systèmes et est un logiciel de CAO 3D volumique et surfacique qui bénécie d'une très large utilisation. DSE est utilisé dans les premières phases du cycle de rétro-conception.

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Dans ce module, on peut importer des diverses formes de données numériques maillages, nuages de points, etc. DSE permet d'appliquer des opérations diverses sur ces données numérisées comme le traitement des nuages de points en supprimant les points parasites ou en conservant uniquement les zones souhaitées.

Après le traitement, DSE permet de créer un maillage sur le nuage de points. Une fois le maillage eectué et traité, DSE permet de reconstruire des entités géométriques courbes pour passer à la phase de 29 28 Chapitre 1 : Contexte et problématique création de surfaces.

Le modèle résultant de ce module est principalement composé de surfaces formant par la suite un modèle CAO solide gé. Les diérentes fonctions de ce module permettent de créer automatiquement : des courbes frontières par reconnaissance de la géométrie digitalisée.

Le nombre de frontières n'est pas limité et l'utilisateur maitrise à tout moment les paramètres de dénition utilisés. Elle permet la digitalisation, la récupération et le traitement de nuage de points coloration automatique des nuages à l'import, nettoyage et réduction du bruit de mesure , le maillage maillage 2D, 3D, bouchage de trou, lissage selon courbures et réorganisation , la modélisation, la rétroconception, la reconstruction de surface, le contrôle 3D et l'inspection alignement de la mesure avec le théorique, comparaison couleur et édition de rapport d'inspection.

Le module Focus scan sert à préciser 30 1. En ligne, les déplacements du scanner sur MMT sont gérés et les données acquises sont prétraitées en nuage de points bruts. Hors ligne, Focus scan permet à l'utilisateur de créer, modier et tester les programmes pièces reposant sur des modèles CAO en laissant la MMT eectuer exhaustivement les mesures. Le module Focus inspection est la référence pour l'inspection par nuage de points. Il réalise l'acquisition des nuages de points, la comparaison avec la CAO et l'inspection des entités géométriques.

A travers son interface utilisateur intuitive, tout le processus d'inspection peut être automatisé. Focus inspection se base sur les informations des entités nominales du modèle CAO. Il peut donc extraire automatiquement les entités correspondantes à partir du nuage de points et comparer les deux. Efpisoft est un logiciel qui permet de fournir une interface graphique interactive pour l'inspection et la segmentation des maillages surfaciques 3D Attene et al. Après le chargement d'un maillage, un algorithme hiérarchique de segmentation de maillage peut être lancé.

D'une manière générale, cet algorithme vise à regrouper les faces du maillage de sorte que les regroupements peuvent être eectivement rapprochés par l'une des primitives d'ajustement utilisées. Le regroupement est hiérarchique et se déroule d'une manière ascendante, ce qui signie que d'abord, chaque face du maillage représente un regroupement.

A chaque itération, toutes les paires de groupes adjacents sont considérées. Pour chacune des paires, l'algorithme calcule les paramètres de la primitive géométrique qui se rapproche le mieux aux faces de deux regroupements. L'itération se poursuit jusqu'avoir un regroupement qui représente la pièce totale. Les groupes sont représentés par diérentes couleurs gure 1. Il existe aussi, dans la littérature, un logiciel de FAO qui permet d'obtenir à partir du maillage d'une pièce, sa gamme de fabrication.

Ce logiciel TopSolid permet de créer des parcours d'outils pour les machines-outils à commande numérique à partir d'un chier STL Beudaert, Cependant, la décomposition en opérations d'usinages et la reconstruction géométrique ne semblent pas être intégrées au modeleur.

Tous les logiciels, énoncés ci-dessus, orent, à partir d'un nuage de points, des possibilités de rétro-conception an de permettre l'obtention d'un modèle CAO. Ce dernier est généralement gelé. De la même façon, ces logiciels ne prennent pas en compte les aspects récurrents dans le processus de rétro-conception. Nous rappelons que l'objectif de cette thèse est d'obtenir un modèle CAO fabrication qui est une reconstruction géométrique d'une pièce avec une arborescence décomposée en matériau, brute, posages, phases et opérations.

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En plus, l'objectif de cette thèse est de prendre en compte l'aspect récurrent. D'une manière générale, les travaux de RC se concentrent essentiellement sur le composant mécanique à partir d'un nuage de points 3D. Le processus de RC, dans la littérature et veille technologique, a pour but de retrouver un modèle CAO paramétré au sens fonctionnel.

Cependant, la RC se limite à dénir un modèle CAO pauvrement paramétré, les modications sont dicilement réalisables. Puis, à partir de ce modèle CAO, le nouveau fabricant dénit par l'utilisation de logiciel FAO Fabrication Assistée par ordinateur une gamme de fabrication. Le modèle CAO initial étant un corps non modiable aucunes actions de modications ou de corrections ne peuvent être établies. Par répercussion, la gamme de fabrication est obtenue dicilement car de longues étapes de reconstruction géométriques 32 1.

En plus, la RC n'est pas seulement un processus exceptionnel, mais aussi un processus récurrent pour les entreprises Durupt. Cela signie que les entreprises peuvent retro-concevoir des pièces similaires avec des topologies similaires. L'intérêt nouveau serait de minimiser le temps de RC en évitant les étapes redondantes.

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Les questions suivantes viennent à se poser : Puisqu'il existe des méthodologies pour la conception de produit et des méthodologies pour la RC d'un point de vue fonctionnel Durupt, , existet-il des méthodes ou des outils dédiés à la RC permettant de rétro-concevoir en incluant les informations sur la fabrication? En d'autres termes : Existe-t-il des méthodes qui permettent d'obtenir des modèles CAO fabrication incluant les diérentes étapes de la gamme de fabrication niveaux, opérations d'usinage, posages, etc.

Cette thèse apporte des réponses à ces deux questions et la section 1. En d'autres termes, le nuage de points peut être issu de toutes les techniques de digitalisation d'un objet physique qui fournissent un nuage de points complet de l'objet considéré Gibson, Il faut noter ici que nous considérons, dans cette thèse, le nuage de points et le maillage 33 32 Chapitre 1 : Contexte et problématique dans la même dénition.

En fait, tous les algorithmes de cette thèse fonctionnent sur les n uds d'un maillage issu d'un scan et aussi sur une distribution aléatoire de scan. Hypothèse 2 : La deuxième hypothèse concerne le niveau des connaissances sur la pièce à retro-concevoir.

Selon les principaux cas industriels développés dans la section 1. Le nuage de points et une mise en plan qui n'est pas mise à jour une mise en plan n'est pas mise à jour veut dire que la pièce a subi des modications de formes y compris fonctionnelles et que cela n'a pas été reportée sur le dessin de dénition. Le nuage de points et des photos de la pièce.

Les photos ne sont pas traitées informatiquement dans la méthode. En eet, les photos sont considérées comme des données servant à l'analyse et non pour des traitements de reconnaissances de forme. Seul le nuage de points est disponible et au moins un cas d'application est connu ; c. Hypothèse 3 : Nous considérons que le processus de RC proposé dans cette thèse permet de re-fabriquer une copie paramétrée, au sens fabrication du terme, de la pièce réelle.

Hypothèse 4 : En quatrième hypothèse, nous considérons que toute gamme créée sera stockée dans une base de données appelée REFM avec toutes les informations acquises lors de la RC. Hypothèse 5 : En cinquième hypothèse, nous considérons que la méthode présentée dans ce travail de thèse concerne l'usinage : Des pièces usinées dans un bloc forme de base polyédrique ou issues des bruts de forge ou de fonderie.

Des moules des pièces de fonderie. Des matrices des pièces de forge. Proposition d'une méthode : Cette thèse propose la méthode REFM Reverse Engineering For Manufacturing qui permet de dénir une nouvelle démarche de RC d'une pièce mécanique, appuyée par un démonstrateur fonctionnel.

Elle permet de supporter le processus exceptionnel et le processus récurrent de la RC en intégrant les contraintes de fabrication. La sortie de cette méthode est un modèle 3D paramétré incluant une arborescence basée entité.

Cette arborecence sera organisée selon les intentions d'usinage. Donc, la méthode est divisée en deux grandes phases : phase de capitalisation et phase de réutilisation gure 1. La phase de capitalisation se réalise dans le tout premier cas d'étude de RC. Cette phase combine les approches géométriques la segmentation et des méthodologies d'acquisition des connaissances de fabrication. Le point novateur de cette phase est de développer l'étape Acquisition des connaissances de fabrication.

Cette étape a pour but d'aider l'utilisateur à analyser la pièce, à émettre des suppositions, à sauver les hypothèses en fournissant toutes ses connaissances de fabrication.

En sortie de cette phase, une gamme de fabrication est générée en respectant les dépendances fonctionnelles entre les surfaces et en optimisant la séquence d'usinage. Une fois la gamme générée, elle est conservée et stockée dans une base de données en vue d'être réutilisée ultérieurement. La phase de réutilisation permet d'identier une gamme de fabrication à partir d'une pièce de la même famille et ainsi d'éviter les étapes redondantes de la phase de capitalisation.

Dans le but de choisir une gamme de fabrication convenable, une méthode de mise en correspondance basée sur la similarité topologique entre les pièces mécaniques, permet à l'utilisateur de gagner du temps au moment de la RC.

Ce démonstrateur permet d'évaluer la faisabilité et la crédibilité de la méthode présentée. Conclusion Chapitre 1 Dans ce chapitre nous avons déni le contexte de la thèse avec sa problématique. Pour synthèse, la problématique de recherche de cette thèse est la suivante : Existe-t-il des méthodes qui permettent d'obtenir des modèles CAO fabrication incluant les diérentes étapes de la gamme de fabrication niveaux, opérations d'usinage, posages etc. En s'appuyant sur le contexte et la problématique de cette thèse, un état de l'art sur les méthodologies de RC à travers quelques grands projets et sur les méthodologies de la mise en correspondance des formes sera établi dans le chapitre 2.

La synthèse de cet état de l'art permettra de révéler les concepts, méthodologies et techniques de la bibliographie à utiliser ou à adapter pour la méthode REFM. Ce chapitre sera organisé selon les sections suivantes : Un état de l'art sur les techniques de segmentation : En analogie avec l'approche proposée dans cette thèse gure 2.

Un état de l'art sur les méthodologies de RC : Dans cette section, nous exposerons les méthodologies de RC citées dans la bibliographie et qui sont intéressantes à considérer pour la méthodologie REFM dans la phase de capitalisation gure 2. Un état de l'art sur les méthodes de mise en correspondance des formes : La méthodologie REFM est basée sur des techniques de mise en correspondance Shape Matching pour apparier une pièce scannée avec une pièce en base dont la stratégie d'usinage a été initialement capitalisée gure 2.

Plus précisément, la segmentation est le processus qui consiste à séparer le nuage de points d'un objet en n nuages de points représentant les n surfaces qui composent cet objet.

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De façon générale, le nuage de points est partitionné en zones qui correspondent à : Des éléments canoniques de type plan, sphère, cylindre, plan etc. Des éléments ou carreaux délimités par des arêtes vives. Plusieurs techniques de segmentation dédiées à la rétro-conception ont été distinguées dans la littérature. Nous citons ainsi les techniques les plus répandues La technique basée sur la régionalisation ou clusters de points Cette technique a pour principe d'extraire une région d'une image ou d'un nuage de points à l'aide d'un critère de similarité jusqu'à atteindre le critère d'arrêt.

Une région peut être un point du nuage, un triangle, un sommet, un ensemble de points ou de pixels ou de triangles. Les méthodes basées sur la région peuvent être divisées en deux catégories : Méthodes d'accroissement de région.