FR2959144A1 - Method for optimizing manufacturing of punching tool utilized to form holes on surface of e.g. building, involves collecting set of last parameters satisfying load booklet, and utilizing last parameters to manufacture tool - Google Patents
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Abstract
Description
PROCEDE D'OPTIMISATION POUR UN OUTIL DE POINÇONNAGE OPTIMIZATION METHOD FOR A PUNCHING TOOL
La présente invention concerne un procédé d'optimisation de la fabrication d'un outil de poinçonnage destiné à réaliser des trous sur la surface d'une pièce de carrosserie de véhicule selon un cahier des charges donné. Il est connu d'utiliser l'outil natif d'un logiciel de CAO pour dessiner un trou poinçonné dans une pièce. Celui-ci permet d'indiquer la dimension souhaitée d'un trou, cette dimension n'étant pas soumise à des restrictions particulières. The present invention relates to a method of optimizing the manufacture of a punching tool for making holes on the surface of a vehicle body part according to a given specification. It is known to use the native tool of CAD software to draw a punched hole in a room. This allows to indicate the desired size of a hole, this dimension not being subject to particular restrictions.
Ces trous sont ensuite analysés un par un pour la validation de toutes les règles métiers entrant dans le procédé de réalisation des trous, telles que le respect du plat minimum nécessaire pour l'outil de poinçonnage ou bien l'angle d'inclinaison entre la direction de poinçonnage et la normale à la surface cet angle devant respecter certaines règles d'usinage. These holes are then analyzed one by one for the validation of all the business rules involved in the process of making the holes, such as compliance with the minimum flat required for the punching tool or the angle of inclination between the direction punching and normal to the surface this angle must meet certain rules of machining.
Enfin, les représentations graphiques en trois dimensions de la surface de la pièce de carrosserie à poinçonner sont projetées dans des plans en deux dimensions, sur lesquels toutes les informations relatives aux trous sont renseignées manuellement, ce qui devient vite laborieux à partir d'une certaine quantité de trous. Finally, the three-dimensional graphical representations of the surface of the punching bodywork are projected in two-dimensional planes, on which all the information relating to the holes is manually entered, which quickly becomes laborious from a certain point of view. amount of holes.
Suite à ces paramètres, le frappeur construit l'outil de poinçonnage en usine. Pour cela, il se sert des axes de poinçonnage de chaque trou. Néanmoins, la construction de cet outil peut nécessiter des poinçons ayant une dimension spécifique non standard ce qui augmente les coûts et le temps de réalisation. Following these parameters, the batter builds the punching tool at the factory. For this, he uses the punching axes of each hole. Nevertheless, the construction of this tool may require punches having a specific non-standard dimension which increases the costs and the time of completion.
La présente invention a pour but de résoudre tout ou partie des inconvénients mentionnés ci-dessus. A cet effet, la présente invention a pour objet un procédé d'optimisation de la fabrication d'un outil de poinçonnage destiné à réaliser des trous sur la surface d'une pièce de carrosserie de véhicule selon un cahier des charges donné caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à utiliser un outil virtuel mis en oeuvre par un programme d'ordinateur pour saisir des paramètres représentatifs des trous à poinçonner, et pour le moins les dimensions de ces trous à poinçonner, faciliter la sélection de valeurs de dimensions standards de trous à poinçonner disponibles via l'affichage d'une base de données, représenter les trous et ses paramètres sur une représentation graphique en trois dimensions de la surface de la pièce de carrosserie à poinçonner, renvoyer des informations sur la faisabilité des trous à poinçonner par rapport aux paramètres et aux dimensions de trous sélectionnées, et revenir à l'étape de saisie des paramètres pour saisir de nouveaux paramètres si les paramètres et/ou les dimensions de trous sélectionnées ne satisfont pas au mieux le cahier des charges, collecter l'ensemble des derniers paramètres satisfaisant au mieux le cahier des charges pour les trous à poinçonner, et utiliser ces derniers paramètres pour fabriquer l'outil de poinçonnage. Ces dispositions permettent de créer des trous avec des dimensions standards et donc de fabriquer rapidement et à moindre coût des outils de poinçonnage selon des critères définis dans le cahier des charges tout en affichant, dans une représentation graphique en trois dimensions, des paramètres influant directement sur la faisabilité du procédé de réalisation tel que par exemple le plat minimum nécessaire pour la matrice du poinçon, la direction du poinçonnage, la normale à la surface, avec de plus la possibilité de simplifier les reprises c'est-à-dire de modifier les axes de poinçonnage et d'autres paramètres pour se rapprocher au mieux des exigences du cahier des charges. Selon une mise en oeuvre du procédé, les paramètres représentatifs des trous à poinçonner sont choisis dans la liste des paramètres suivants l'identification de la surface de carrosserie à poinçonner, la localisation du point au centre du trou à poinçonner sur ladite surface, la direction de poinçonnage par la poinçonneuse, l'épaisseur de la tôle à poinçonner, la fonction principale du trou, telle que fixation ou passage, la forme du trou, telle que boutonnière, ronde, carrée, et le type d'interface interagissant avec le trou, telle qu'agrafe ou clip. Ces paramètres permettent de définir des informations nécessaires à la réalisation d'un trou sur une surface de carrosserie par un outil de poinçonnage. The present invention aims to solve all or part of the disadvantages mentioned above. For this purpose, the subject of the present invention is a process for optimizing the manufacture of a punching tool intended to make holes on the surface of a vehicle bodywork part according to a given specification characterized in that it comprises the steps of using a virtual tool implemented by a computer program to enter parameters representative of the punch holes, and at least the dimensions of these punch holes, to facilitate the selection of standard size values punch holes available via database display, depicting holes and its parameters on a three-dimensional graphical representation of the surface of the punch body part, returning information on the feasibility of punch holes relative to the selected hole parameters and dimensions, and return to the parameter entry step to enter new parameters if the parameters and / or the dimensions of selected holes do not best meet the specifications, collect all the latest parameters that best meet the specifications for the holes to be punched, and use these last parameters for manufacture the punching tool. These provisions make it possible to create holes with standard dimensions and thus quickly and inexpensively manufacture punching tools according to criteria defined in the specifications while displaying, in a three-dimensional graphical representation, parameters directly influencing the feasibility of the production method such as, for example, the minimum plate necessary for the die of the punch, the direction of punching, the normal to the surface, with the further possibility of simplifying the reversals, that is to say of modifying the punching axes and other parameters to get as close as possible to the requirements of the specifications. According to one implementation of the method, the parameters representative of the holes to be punched are chosen from the list of parameters following the identification of the punching body surface, the location of the point at the center of the punching hole on said surface, the direction punching by the punching machine, the thickness of the punching plate, the main function of the hole, such as fixing or passage, the shape of the hole, such as buttonhole, round, square, and the type of interface interacting with the hole , such as clip or clip. These parameters make it possible to define information necessary for making a hole on a body surface by a punching tool.
Selon une mise en oeuvre du procédé, les informations renvoyées sur la faisabilité des trous à poinçonner comprennent la valeur du tolérancement, le type de procédé de poinçonnage employé tel qu'en direct ou en coulisseau, et la valeur de la tolérance d'ovalisation. Cette disposition permet au concepteur de reprendre de nouvelles valeurs de paramètres principalement afin d'augmenter la qualité et de baisser les coûts de fabrication par exemple en essayant d'éviter d'avoir un poinçonnage en coulisseau plus coûteux à réaliser qu'un poinçonnage direct. La tolérance d'ovalisation exprime quant à elle davantage un critère de qualité dans la réalisation du trou. En effet, plus la direction de poinçonnage est en biais par rapport à la normale à la surface, moins le trou sera réellement rond, c'est-à-dire plus il sera ovalisé. Cette disposition permet de réduire les coûts de réalisation des trous de poinçonnage en limitant leurs dimensions à des dimensions standards ne nécessitant pas d'outils spécifiques pour la fabrication de l'outil de poinçonnage. According to one implementation of the method, the information returned on the feasibility of the punching holes include the value of the tolerancing, the type of punching method used such as live or slider, and the value of ovalization tolerance. This arrangement allows the designer to take new values of parameters mainly to increase the quality and lower manufacturing costs for example by trying to avoid having a slider punching more expensive to achieve a direct punching. The tolerance of ovalization expresses for its part a criterion of quality in the realization of the hole. Indeed, the more the punching direction is at an angle to the normal surface, the less the hole will be really round, that is to say the more it will be ovalized. This arrangement makes it possible to reduce the costs of producing the punching holes by limiting their dimensions to standard dimensions that do not require specific tools for the manufacture of the punching tool.
Selon une mise en oeuvre du procédé, la représentation des paramètres sur la représentation graphique en trois dimensions de la surface de la pièce de carrosserie à poinçonner comprend des représentations géométriques et des représentations numériques. Cette disposition permet de renseigner rapidement à un même 15 endroit toutes les informations concernant un trou en particulier. Selon une mise en oeuvre du procédé, la collecte de l'ensemble des derniers paramètres satisfaisant au mieux le cahier des charges pour les trous à poinçonner est réalisée par un opérateur. Cette disposition permet à l'opérateur de relever l'ensemble des 20 paramètres nécessaires à la configuration manuelle de sa poinçonneuse. Selon une autre mise en oeuvre du procédé, la collecte de l'ensemble des derniers paramètres satisfaisant au mieux le cahier des charges pour les trous à poinçonner est réalisée par le stockage de ces paramètres dans une base de données électronique. 25 Cette disposition permet d'automatiser le poinçonnage en mettant à disposition d'une interface les valeurs des paramètres stockés dans la base de données afin qu'elles soient automatiquement utilisées par un outil de poinçonnage. Selon une mise en oeuvre du procédé, l'utilisation des derniers 30 paramètres pour configurer la poinçonneuse consiste à construire un outil de poinçonnage. Cette disposition permet de construire des outils de poinçonnage peu coûteux du fait de leur fabrication à partir de poinçons de dimensions standards. According to an implementation of the method, the representation of the parameters on the three-dimensional graphical representation of the surface of the punching bodywork part comprises geometrical representations and numerical representations. This arrangement makes it possible to quickly enter all the information concerning a particular hole in one place. According to one implementation of the method, the collection of all the last parameters satisfying at best the specifications for the holes to be punched is performed by an operator. This arrangement allows the operator to record all the 20 parameters necessary for the manual configuration of his punching machine. According to another implementation of the method, the collection of all the last parameters that best satisfy the specifications for the punch holes is achieved by storing these parameters in an electronic database. This arrangement makes it possible to automate the punching by making available to an interface the values of the parameters stored in the database so that they are automatically used by a punching tool. According to one implementation of the method, the use of the last parameters to configure the punching machine consists of constructing a punching tool. This arrangement makes it possible to construct inexpensive punching tools because of their manufacture from punches of standard dimensions.
Selon une mise en oeuvre du procédé, des outils standards de vérifications de règles de fabrication sont utilisés pour obtenir des informations supplémentaires sur la faisabilité de la réalisation des trous de poinçonnage. Cette disposition permet par exemple de vérifier très rapidement le respect ou non de tous les plats minimum de chacun des trous. De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, des exemples d'application du procédé d'optimisation de la fabrication d'un outil de poinçonnage et de la figure annexée représentant à titre d'exemple une mise en oeuvre du procédé selon l'invention. According to one implementation of the method, standard manufacturing rule verification tools are used to obtain additional information on the feasibility of making the punching holes. This arrangement makes it possible, for example, to verify very quickly whether or not all the minimum dishes of each of the holes are respected. In any case, the invention will be better understood from the description which follows, examples of application of the process for optimizing the manufacture of a punching tool and the attached figure representing by way of example an implementation of the method according to the invention.
Ce procédé d'optimisation est appliqué en appelant un outil virtuel depuis un logiciel de conception assistée par ordinateur comme Catia®. Une fois la surface d'une pièce de carrosserie de véhicule générée en trois dimensions par Catia®, l'utilisateur clique sur l'icône correspondant à cet outil virtuel pour utiliser 1 l'outil virtuel. This optimization process is applied by calling a virtual tool from computer-aided design software such as Catia®. Once the surface of a vehicle body part generated in three dimensions by Catia®, the user clicks on the icon corresponding to this virtual tool to use the virtual tool.
Le fait de cliquer sur cette icône provoque l'affichage d'une fenêtre demandant de sélectionner les données d'entrée du trou. L'opérateur clique graphiquement les données d'entrée concernant l'identification de la surface à poinçonner, la localisation du point au centre du trou à poinçonner sur ladite surface, la direction de poinçonnage par la poinçonneuse, l'épaisseur de la tôle à poinçonner et les dimensions du trou. Clicking on this icon will display a window asking you to select the hole input data. The operator graphically clocks the input data relating to the identification of the punching surface, the location of the point at the center of the punch hole on said surface, the punching direction by the punch press, the thickness of the punching plate. and the dimensions of the hole.
Puis en cliquant sur un bouton « paramètres » il apparait un tableau avec des cases vides demandant à l'opérateur de renseigner des paramètres sélectionnable par le menu déroulant. Then clicking on a button "parameters" it appears a table with empty boxes asking the operator to enter parameters selectable by the drop-down menu.
Parmi ces paramètres, il est demandé d'indiquer la fonction principale du trou, par exemple fixation ou passage, la forme du trou, telle que boutonnière, ronde, carrée, et le type d'interface interagissant avec le trou, telle qu'agrafe ou clip. Le fait de remplir ces cases permet de comparer 3 les dimensions saisies avec des dimensions standards contenues dans une base de données 4, et d'afficher 6 automatiquement toutes les autres informations concernant la faisabilité du trou à poinçonner telles que la valeur de tolérancement, le procédé de poinçonnage employé, en direct ou en coulisseau, et la valeur de tolérance d'ovalisation. Among these parameters, it is required to indicate the main function of the hole, for example fixation or passage, the shape of the hole, such as buttonhole, round, square, and the type of interface interacting with the hole, such as clip or clip. The fact of filling these boxes makes it possible to compare the dimensions entered with standard dimensions contained in a database 4, and to display automatically all the other information concerning the feasibility of the punching hole such as the tolerance value, the punching method employed, live or slider, and ovality tolerance value.
Si ces paramètres sont satisfaisants pour les exigences du cahier des charges alors l'opérateur clique sur le bouton « OK » pour créer un trou dans la représentation en trois dimensions de la surface de la pièce de carrosserie de véhicule générée par Catia®, sinon il saisie de nouveaux paramètres 7. Néanmoins, les modifications sont en général faites après validation de la construction du trou, après vérification visuel du résultat du trou, et discussion avec les autres métiers pour modifier les données d'entrée. Après avoir créé l'ensemble des trous sur la représentation en trois dimensions de la surface de carrosserie du véhicule, l'opérateur peut ensuite exécuter des outils de vérification via une barre d'outils présente dans Catia®. If these parameters are satisfactory for the requirements of the specifications then the operator clicks the "OK" button to create a hole in the three-dimensional representation of the surface of the vehicle body part generated by Catia®, otherwise it entering new parameters 7. Nevertheless, modifications are generally made after validation of the hole construction, after visual verification of the hole result, and discussion with the other trades to modify the input data. After creating the set of holes on the three-dimensional representation of the vehicle's body surface, the operator can then run verification tools via a toolbar present in Catia®.
Les outils scannent alors tous les poinçonnages réalisés avec l'outil virtuel précédemment décrit, et récupère les informations qui y sont stockées pour en déduire par exemple le respect ou non du plat minimum nécessaire autour du trou issu du poinçonnage. L'étape suivante du procédé consiste à collecter 10 l'ensemble des 15 derniers paramètres satisfaisant au mieux le cahier des charges pour les trous à poinçonner afin de configurer 100 la poinçonneuse. Pour cela, selon un moyen de mise en oeuvre, un opérateur note manuellement l'ensemble des paramètres qui lui sont nécessaires et en particulier les axes de poinçonnage de chaque trou pour construire l'outil de 20 poinçonnage. Ainsi par le procédé selon l'invention, l'opérateur a directement l'information de la direction de poinçonnage et peut donc directement construire l'outil avec ces axes qui sont déjà validés ce qui entraîne un gain de temps important dans la fabrication de l'outil de poinçonnage industriel. 25 De plus, si l'opérateur peut utiliser directement des poinçons standards pour construire son outil de poinçonnage, cela sera moins coûteux que dans le cas où il lui faudra construire des poinçons spécifiques. Pour éviter ce cas, l'outil virtuel incite l'utilisateur à sélectionner des dimensions standards, seules les dimensions standards étant proposées dans 30 la liste présente par défaut. Pour réaliser un poinçonnage de dimensions non standard, l'opérateur doit effectuer une opération manuelle de déverrouillage de limitation à cette liste, ce qui réduit considérablement le risque d'erreur. Suite à la réalisation d'un trou par la poinçonneuse, l'opérateur doit 35 également s'occuper de meuler la matrice de poinçonnage si la surface autour du trou n'est pas plane. The tools then scan all the punchings made with the virtual tool described above, and retrieve the information stored therein to deduce for example the respect or not the minimum necessary plate around the hole from the punching. The next step in the process is to collect all of the last 15 parameters that best meet the specifications for the punch holes to configure the punching machine. For this, according to a means of implementation, an operator manually notes all the parameters that are necessary and in particular the punching axes of each hole to build the punching tool. Thus, by the method according to the invention, the operator directly has the information of the punching direction and can therefore directly build the tool with these axes which are already validated, which results in a significant time saving in the manufacture of the tool. industrial punching tool. In addition, if the operator can directly use standard punches to build his punching tool, it will be less expensive than if he will have to build specific punches. To avoid this case, the virtual tool prompts the user to select standard dimensions, only the standard dimensions being proposed in the list present by default. To punch non-standard dimensions, the operator must perform a manual unlock limit operation on this list, which greatly reduces the risk of error. Following the punching of a hole, the operator must also deal with grinding the punch die if the surface around the hole is not flat.
Avec l'outil virtuel, le concepteur visualise directement et automatiquement le plat minimum nécessaire à la réalisation du trou, anticipe donc et rectifie si possible sa surface afin d'éviter les meulages coûteux. Enfin, un opérateur de vérification de la conformité de la pièce de carrosserie doit s'assurer que le poinçonnage a bien été réalisé à l'endroit demandé par le bureau d'étude. Une certaine tolérance est acceptable, dépendante de la fonction du trou. Cette information de tolérance était auparavant à récupérer auprès d'un service de tolérancement. Avec l'outil virtuel, cette information se renseigne automatiquement. With the virtual tool, the designer visualizes directly and automatically the minimum flat necessary for the realization of the hole, thus anticipates and rectifies if possible its surface to avoid expensive grinding. Finally, an operator verifying the conformity of the bodywork part must ensure that the punching has been done at the location requested by the design office. Some tolerance is acceptable, depending on the function of the hole. This tolerance information was previously to be retrieved from a tolerancing service. With the virtual tool, this information is automatically filled in.
L'opérateur peut donc vérifier l'emplacement de chacun des trous, calculer le décalage avec l'emplacement théorique, et donc vérifier si ce décalage est dans les tolérances indiquées par l'outil virtuel, ce qui entraîne un gain de temps important sur le contrôle de conformité en usine. Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec des exemples particuliers de mise en oeuvre et d'application, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'elle comprend tous les équivalents techniques des étapes décrites ainsi que leurs combinaisons.20 The operator can therefore check the location of each of the holes, calculate the offset with the theoretical location, and therefore check if this offset is within the tolerances indicated by the virtual tool, which results in a significant time saving on the factory conformity control. Although the invention has been described in connection with particular examples of implementation and application, it is obvious that it is in no way limited and that it includes all the technical equivalents of the steps described as well as their combinations.20
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