FR3129469A1

FR3129469A1 - Procede de mesure automatique d’un ecart entre deux pieces

Info

Publication number: FR3129469A1
Application number: FR2112445A
Authority: FR
Inventors: Benoît Vincent Pierre Lasjaunias; Adrien TOUZE
Original assignee: Safran SA
Current assignee: Safran SA
Priority date: 2021-11-24
Filing date: 2021-11-24
Publication date: 2023-05-26
Anticipated expiration: 2041-11-24
Also published as: FR3129469B1

Abstract

PROCEDE DE MES URE AUTOMATIQUE D’UN ECART ENTRE DEUX PIECES L’invention concerne un procédé de mesure automatique d’un écart (4) entre deux pièces (2 , 3) caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes : orientation d’un objectif (10, 11) d’axe X vers l’écart (4) à mesurer,acquisition d’une image de l’écart,traitement de l’image pour détecter un bord (210, 310) de chacune des deux pièces (2, 3),mesure de l’écart (4). Il est ainsi possible d’avoir une mesure exacte de l’écart de façon fiable. La qualité de l’étape d’acquisition permet de simplifier l’étape de traitement d’image Figure à publier avec l’abrégé : Figure 6

Description

PROCEDE DE MESURE AUTOMATIQUE D’UN ECART ENTRE DEUX PIECES

DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION

Le domaine technique de l’invention est celui des systèmes de mesure et plus particulièrement un procédé de mesure d’un écart entre deux pièces.

ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L’INVENTION

Il est parfois nécessaire de mesurer l’écart entre deux pièces afin de s’assurer que cet écart ne risque pas d’entrainer des dégradations de l’ensemble ou de son environnement.

Ainsi, dans le domaine aéronautique, les aubes de certains moteurs sont composées d’une pale en composite sur laquelle est collé un bord d’attaque en titane. En production, ce collage est aujourd’hui réalisé à la main et des travaux sont en cours afin de développer un moyen robotisé pour procéder automatiquement à l’assemblage et au collage du bord d’attaque.

Un contrôle doit être réalisé pour s’assurer du bon positionnement du bord d’attaque. Ce contrôle est fait en tête de la pale, l’opérateur mesure la distance entre l’intérieur concave du bord d’attaque et l’extérieur convexe de la pale. Cette distance est appelée écart de pointe ou « tip gap ».

L’écart de pointe est une donnée d’entrée de l’assemblage : c’est la cote à respecter dans un intervalle de tolérance de ±0,2 mm, d’où l’intérêt d’en maîtriser la mesure.

Aujourd’hui ce contrôle de cet écart de pointe est réalisé manuellement par un opérateur avec un pied à coulisse.

La mesure au pied à coulisse présente trois inconvénients majeurs :

La mesure est dépendante de l’opérateur. En effet, même si le pied à coulisse est un moyen de mesure présentant une précision intrinsèque suffisante, son positionnement au niveau de la mesure est une importante source d’erreur et de manque de répétabilité.
La mesure ne permet pas d’asservissement automatique. La mesure étant manuelle, elle ne peut pas servir de critère d’asservissement pour un ajustement automatique du bord d’attaque sur la pale.
La mesure au pied à coulisse n’est pas possible dans un moyen automatique.

Il existe donc un besoin de fiabilisation, de répétabilité et d’automatisation de cette mesure pour pouvoir l’intégrer de façon automatique pendant l’assemblage robotisé et ainsi s’en servir pour améliorer l’asservissement.

L’invention offre une solution aux problèmes évoqués précédemment, en permettant une mesure fiable et facilement automatisable.

L’invention concerne un procédé de mesure automatique d’un écart entre deux pièces caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes :

orientation d’un objectif d’axe X vers l’écart à mesurer,
acquisition d’une image de l’écart,
traitement de l’image pour détecter un bord de chacune des deux pièces,
mesure de l’écart.

Il est ainsi possible d’avoir une mesure exacte de l’écart de façon fiable et répétable. La qualité de l’étape d’acquisition permet de simplifier l’étape de traitement d’image. On maîtrise mieux la mesure, en particulier quant à la répétabilité de la position de mesure de l’écart. La qualité de l’acquisition permet aussi de facilement extraire les bords de chaque pièce (algorithmes classiques de détection de bords, détection des gradients, binarisation de l’image), et ainsi de simplifier l’image. En détectant les extrema locaux des courbes extraites des bords (on exprime les courbes dans un repère adapté, et on détecte les extrema par dérivation ou par algorithme de détection d’extrema), on a accès aux deux points d’intérêt.

Avantageusement, l’objectif est un objectif télécentrique. Grace à ce type d’optique les chemins optiques sont tous parallèles, ce qui supprime toute perspective En effet, la difficulté est d’observer seulement les deux faces de chacune des pièces, pour mesurer la distance les séparant, de cette façon on n’observe pas les faces latérales (l’intérieur), et la mesure n’est pas impacté par la perspective, la qualité de l’image est encore améliorée.

Avantageusement, le traitement d’image calcule l’écart entre les deux pièces. Le calcul de la distance entre des deux points d’intérêt pourra se faire simplement par norme euclidienne.

Avantageusement, un éclairage est disposé à côté de l’objectif et orienté vers l’axe X. Si les bords des deux pièces ne sont pas strictement parallèles et orthogonaux à la caméra, l’optique télécentrique pourra observer malgré tout une petite partie des faces intérieures du bord d’attaque et de la pale. En rajoutant un éclairage adapté à côté de l’objectif qui apporte une puissante illumination des faces supérieures intéressantes tout en n’éclairant que peu les faces intérieures que l’on ne souhaite pas observer, l’image acquise sera meilleure.

Avantageusement, l’éclairage comprend une vitre diffusante. La vitre diffusante permet de créer une lumière uniforme. L’éclairage pourra être fourni par des LED.

Avantageusement, l’éclairage comprend une vitre polarisante. La vitre polarisante permet de réduire ou d'éliminer les reflets sur les surfaces et obtenir de meilleurs contrastes. L’éclairage pourra être fourni par des LED.

Avantageusement, l’éclairage comprend des lumières de couleurs différentes. Ces couleurs pourront être obtenues soit par la nature des LED, soit par des filtres. Cela permet de facilement filtrer des sources de lumières parasites

Avantageusement, le procédé comprend une étape de débruitage. On peut ainsi réduire ou anéantir le rendu d'ondes lumineuses « parasites ». L’étude des bords peut aussi se faire par analyse morphologique, par analyse des propriétés des formes connexes, etc.

Avantageusement, les deux pièces sont une pale et un bord d’attaque. Ces deux pièces étant imbriquées l’une dans l’autre et de grande taille, l’encombrement et l’accessibilité sur de ces pièces sont particulièrement problématique et le procédé est particulièrement bien adapté.

Avantageusement, l’écart est mesuré entre l’extrémité de la pale et l’intérieure concave du bord d’attaque.

BREVE DESCRIPTION DES FIGURES

Les figures sont présentées à titre d’exemple indicatif et nullement limitatif de l’invention.

est un exemple d’écart de pointe entre une pale et un bord d’attaque;

montre les erreurs de mesure de l’écart de pointe entre une pale et un bord d’attaque de la ;

est une vue de côté d’un dispositif mettant en œuvre un premier mode de réalisation du procédé selon l’invention;

est une vue de côté d’un dispositif mettant en œuvre un deuxième mode de réalisation du procédé selon l’invention;

est une vue de côté du dispositif de la avec une autre orientation des pièces;

est une vue de côté d’un dispositif mettant en œuvre un troisième mode de réalisation du procédé selon l’invention;

montre un schéma artificiel du type d’image obtenue pour montrer de façon pédagogique les différentes étapes algorithmiques;

montre l’image de la après segmentation et détection des bords ;

montre l’image de la après détection des extrema.

Claims

Procédé de mesure automatique d’un écart (4) entre deux pièces (2 , 3) caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes :
orientation d’un objectif (10, 11) d’axe X vers l’écart (4) à mesurer,

acquisition d’une image de l’écart,

traitement de l’image pour détecter un bord (210, 310) de chacune des deux pièces (2, 3),

mesure de l’écart (4).
Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’objectif (11) est un objectif télécentrique.
Procédé selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le traitement d’image calcule l’écart (4) entre les deux pièces (2, 3).
Procédé selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’un éclairage (6) est disposé à côté de l’objectif (10, 11) et orienté vers l’axe X.
Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l’éclairage (6) comprend une vitre diffusante.
Procédé selon une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que l’éclairage (6) comprend une vitre polarisante.
Procédé selon une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que l’éclairage (6) comprend des lumières de couleurs différentes.
Procédé selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend une étape de débruitage.
Procédé selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les deux pièces (2, 3) sont une pale (30) et un bord d’attaque (20).
Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l’écart (4) est mesuré entre l’extrémité (301) de la pale (30) et l’intérieur concave (201) du bord d’attaque (20).