FR2975031A1 - Procede de vissage de pieces par un outil de vissage a couple de serrage auto-reglable, outillage et outil de vissage correspondants - Google Patents

Abstract

- Selon l'invention, on référence préalablement une pluralité de pièces à visser (P1, P2, P3) en leur attribuant un couple de serrage propre, on identifie la pièce à visser parmi les pièces référencées (P1, P2, P3), on transmet à un outil de vissage (2A) le couple de serrage attribué à la pièce identifiée (P1, P2, P3) et on applique à cette dernière le couple de serrage attribué transmis, à l'aide dudit outil de vissage (2A).

Description

La présente invention concerne un procédé de vissage de pièces par un outil de vissage à couple de serrage auto-réglable, un outillage et un outil de vissage correspondants pour la mise en oeuvre du procédé de vissage. Lors de l'assemblage d'ensembles de systèmes électromécaniques, par exemple d'un avion civil de transport, des portions de canalisation fixées à la structure de ce dernier doivent être deux à deux raccordées, de manière à former une seule canalisation continue. Pour obtenir un tel raccordement, les extrémités libres des portions de canalisation à assembler sont fréquemment équipées d'embouts coopérants parmi lesquels : - un des embouts présente généralement un filetage interne, à la manière d'un écrou ; et - l'embout coopérant est pourvu d'un filetage externe, à la manière d'une vis, destiné à coopérer, par vissage, avec le filetage interne du premier embout.

Ces embouts sont généralement façonnés, sur au moins une partie de leur paroi latérale extérieure, de manière à présenter, en coupe transversale, une section polygonale (par exemple hexagonale). Chaque tronçon ainsi façonné est adapté à la prise par un outil de vissage (par exemple une clé plate) permettant la mise en rotation de l'embout correspondant et son vissage à un embout coopérant. En pratique, les embouts coopérants de deux portions de canalisation à raccorder sont préalablement vissés l'un dans l'autre de façon manuelle par un opérateur. Lorsque ce vissage préalable devient trop difficile pour l'opérateur, celui-ci achève le raccordement des embouts coopérants en utili- sant, par exemple, deux clés plates qui coopèrent avec les tronçons façonnés respectifs desdits embouts. Lors de ce vissage final, l'opérateur applique un couple de serrage prédéfini aux deux embouts du raccord. Bien que le couple de serrage soit défini, il est appliqué par un opérateur sans contrôle ni traçabilité de sa valeur. En outre, il existe autant de va- leurs de couple de serrage que de raccordements. Ces serrages peuvent éga- lement être réalisés par un même opérateur ou par plusieurs opérateurs distincts. Par ailleurs, les valeurs du couple de serrage des embouts de raccordement demeurant estimatives, il est impossible de savoir si, pour un raccor- dement donné, le couple de serrage associé appartient à une plage de tolé- rance à respecter prédéfinie. Par ailleurs, lors du vissage - par exemple au moyen d'une visseuse électrique - de colliers à vis maintenant les portions de canalisation sur la structure de l'aéronef, des inconvénients similaires à ceux mentionnés ci-dessus surviennent, à savoir : un choix à faire parmi de nombreux couples de serrage, donc un grand nombre d'erreurs potentielles ; une valeur du couple de serrage réel appliqué à la vis inconnue et non tracée, éventuellement en dehors d'une plage de tolérance ; et 15 une maintenance périodique de ces outils de serrage sans prise en compte des cycles d'utilisation. La présente invention a pour objet de remédier à ces inconvénients. A cette fin, selon l'invention, le procédé pour le vissage de pièces par un outil de vissage à couple de serrage auto-réglable, est remarquable : 20 - en ce que, de façon préliminaire au vissage, on référence une pluralité de pièces à visser en leur attribuant un couple de serrage propre ; et

- en ce que, pour le vissage, on effectue les étapes successives suivantes : N on identifie la pièce à visser parmi lesdites pièces référencées ; 25 B/ on transmet audit outil de vissage le couple de serrage attribué à ladite pièce identifiée ; et CI on applique, à ladite pièce identifiée, ledit couple de serrage attribué transmis, à l'aide dudit outil de vissage. Ainsi, grâce à l'invention, à chaque pièce identifiée, il est possible 30 d'appliquer précisément un couple de serrage prédéfini. Cela permet, d'une part, de connaître le couple de serrage (et son appartenance à une plage nominale de tolérance) appliqué à chacune des pièces identifiées et, d'autre part, de prévenir une disparité des couples de serrage entre des pièces identifiées identiques au sein d'une même structure. Autrement dit, on uniformise le vissage des pièces de même nature au sein d'une structure donnée. La non qualité intrinsèque à l'application d'un couple de serrage non conforme à la plage nominale est alors éradiquée : risque de fuite par manque de serrage, rupture de pièces par serrage excessif, recherche accélérée d'anomalies, etc. En outre, on peut mesurer le couple de serrage réellement appliqué, par ledit outil de vissage, à ladite pièce identifiée. Ainsi, on connaît avec précision le couple de serrage véritablement appliqué à la pièce identifiée, ce qui permet de vérifier son appartenance à une plage de tolérance prédéfinie. De préférence, dans une étape supplémentaire, on enregistre, dans une base de données, la mesure du couple obtenue de serrage réellement appliqué ainsi que les références dudit outil de vissage utilisé en les associant à ladite pièce identifiée, pour y accéder le cas échéant (par exemple lors d'un remplacement de pièce). La traçabilité du couple de serrage tout au long du processus assure ainsi une complète maîtrise du procédé de vissage, garantissant l'existence d'une assurance qualité. Lors de l'étape B/, la transmission dudit couple de serrage attribué peut être réalisée par une liaison sans fil. En particulier, une telle transmission peut être effectuée automatiquement, sans intervention d'un opérateur. De préférence, lors de l'étape AI, on identifie ladite pièce à visser par la mise en oeuvre d'un processus de reconnaissance d'images sans cible pré-positionnée. De plus, la présente invention concerne un outillage pour la mise en oeuvre du procédé de vissage d'une pluralité de pièces référencées tel que décrit ci-dessus. Selon l'invention, ledit outillage est remarquable en ce qu'il comprend : - un outil de vissage à couple de serrage auto-réglable ; des moyens pour mémoriser les références desdites pièces et les couples de serrage attribués correspondants ; des moyens pour identifier au moins une desdites pièces référencées; et des moyens pour transmettre, audit outil de vissage, le couple de serrage attribué et mémorisé correspondant à ladite pièce identifiée. De préférence, lesdits moyens d'identification mettent en oeuvre un processus de reconnaissance d'images sans cible pré-positionnée. En outre, lesdits moyens d'identification peuvent comporter : - au moins une caméra ; - des lunettes, destinées à être portées par un opérateur, sur lesquelles est montée ladite caméra. Par ailleurs, la présente invention concerne également un outil de vis-sage d'une première et d'une seconde pièces coopérantes apte leur appliquer un couple de serrage prédéterminé par la mise en oeuvre du procédé de vis- sage décrit précédemment. Selon l'invention, ledit outil de vissage est remarquable en ce qu'il comprend : un premier et un second organes de prise articulés l'un à l'autre, ledit premier organe de prise étant destiné à venir en prise avec ladite première pièce et ledit second organe de prise étant destiné à venir en prise avec la- dite seconde pièce ; deux bras qui prolongent respectivement lesdits premier et second organes de prise et qui sont aptes à déplacer ces derniers relativement l'un par rapport à l'autre ; et des moyens de débrayage intercalés entre ledit premier organe de prise et ledit bras correspondant, de manière : - à maintenir fixe ledit premier organe par rapport audit bras, lorsque le couple de serrage appliqué auxdites première et seconde pièces par lesdits premier et second organes de prise est inférieur à un seuil de couple prédéfini ; et - à libérer ledit maintien fixe pour rendre mobile ledit bras par rapport audit premier organe de prise correspondant, lorsque le couple de serrage appliqué est au moins égal audit seuil de couple prédéfini. De préférence, ledit outil de vissage étant à couple de serrage auto- réglable, il comprend des moyens pour ajuster automatiquement ledit seuil de couple prédéfini. En outre, l'outil de vissage peut comprendre : des moyens de traitement pour recevoir ledit couple de serrage prédéterminé et pour le transmettre auxdits moyens d'ajustement ; des moyens pour mesurer la valeur du couple de serrage réellement appli- qué par ledit outil auxdites pièces ; des moyens pour afficher la valeur du couple de serrage mesurée par les-dits moyens de mesure ; des moyens pour comparer la valeur du couple de serrage attribué avec celle du couple de serrage mesuré et ainsi valider le respect des tolérances exigées par le procédé opératoire. Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des références identiques désignent des éléments semblables.

La figure 1 représente un schéma synoptique d'un outillage pour la mise en oeuvre du procédé de vissage conforme à de l'invention. Les figures 2 et 3 illustrent un exemple de réalisation de l'outil de vis-sage de l'outillage de la figure 1, respectivement avant et pendant le vissage des embouts de raccordement de deux portions de canalisation.

La figure 4 représente un autre exemple de réalisation de l'outil de vis- sage de l'outillage de la figure 1, pour visser un collier de serrage à vis. Sur la figure 1, on a représenté un outillage 1 pour réaliser le vissage de pièces P1, P2, P3, par exemple d'une structure S d'un aéronef.

Préalablement au vissage, on référence l'ensemble des pièces à visser P1, P2, P3 de la structure S en leur attribuant un couple de serrage propre prédéfini. En particulier, le référencement d'une pièce à visser peut comprendre la prise d'une ou plusieurs images de référence de celle-ci, auxquelles sont associés une information d'identification de ladite pièce (par exemple sous la forme d'une référence numérique) et un couple de serrage propre à appliquer lors du vissage de cette dernière. Les images, l'information d'identification et le couple de serrage associés à la pièce considérée sont, par exemple, mé- lo morisés dans une mémoire 3. Comme le montre la figure 1, l'outillage 1 de l'invention comporte : un outil de vissage 2A à couple de serrage auto-réglable détaillé par la suite ; la mémoire 3 pour la mémorisation des références des pièces à visser P1, 15 P2, P3 (images de référence, information d'identification) et les couples de serrage attribués correspondants ; des moyens 4 et 5 pour identifier individuellement les pièces référencées par un processus de reconnaissance d'images sans cible pré-positionnée ; et 20 des moyens 6 pour transmettre, à l'outil de vissage 2A, le couple de serrage attribué à chacune des pièces identifiées qui est mémorisé dans la mémoire 3. La transmission du ou des couples de serrage attribués peut être effectuée par l'intermédiaire d'une liaison sans fil L1. En outre, les moyens d'identification 4 et 5 comportent : 25 une caméra 4 à haute définition, par exemple fixée sur la monture 7 d'une paire de lunettes portée par un opérateur O en charge du vissage des pièces P1, P2, P3. La caméra 4 est agencée sur la monture 7 pour que, lors-que l'opérateur O visualise une pièce à visser, celle-ci puisse simultané-ment prendre une ou plusieurs images de ladite pièce ; et des moyens 5 pour comparer des images associées à la pièce à visser P1, P2, P3, transmises par la caméra 4, aux images de référence mémorisées dans la mémoire 3. Les moyens de comparaison 5 sont aptes à déterminer une correspondance (par exemple un ensemble de points identiques) entre une ou plusieurs images transmises par la caméra 4 avec une ou plusieurs images de référence associées à ladite pièce à visser. La transmission des images obtenues par la caméra 4 aux moyens de comparaison 5 se fait, par exemple, par l'intermédiaire d'une liaison sans fil L2.

Lorsque les moyens d'identification 4 et 5 ont reconnu une pièce à visser parmi la pluralité de pièces référencées P1, P2, P3, ils communiquent le couple de serrage attribué correspondant à cette pièce identifiée aux moyens de transmission 6, par l'intermédiaire de la liaison L3. La mémoire 3 et les moyens de comparaison 5 peuvent être intégrés dans une unité centrale 8, par exemple équipée d'une interface homme-machine 9 par laquelle un opérateur O peut notamment accéder à la mémoire 3. On notera que, en variante, l'outil de vissage 2A pourrait comporter un clavier (non représenté sur les figures), pour qu'un opérateur O puisse entrer manuellement le couple de serrage attribué à la pièce identifiée, par exemple après avoir lu celui-ci sur l'interface homme-machine 9 de l'unité centrale 8. Comme le montrent les figures 1 à 3, l'outil de vissage 2A, en forme de pince, est adapté au vissage des deux embouts coopérants P1 et P2 permet-tant le raccord de deux portions de canalisation C montées sur la structure S.

En particulier, le raccordement des deux portions de canalisation C est réalisé par l'intermédiaire de deux embouts coopérants P1 et P2 disposés aux extrémités libres à raccorder desdites portions C. Le premier et le second embouts comportent respectivement un filetage interne et un filetage externe destinés à coopérer ensemble par vissage. Chacun des embouts P1, P2 pré- sente un tronçon à section transversale polygonale destiné à venir en prise avec l'outil de vissage 2A.

L'outil de vissage 2A à couple de serrage auto-réglable, défini par un seuil de couple, comprend : des moyens de traitement 10 aptes à réceptionner le couple de serrage envoyé par les moyens de transmission 6, par l'intermédiaire de la liaison sans fil L1. A partir du couple de serrage reçu, les moyens de traitement 10 sont aptes à élaborer un ordre de réglage ; des moyens 11 pour ajuster automatiquement ledit seuil de couple à partir de l'ordre de réglage reçu des moyens de traitement 6, par l'intermédiaire de la liaison L4 ; et des moyens 12 pour mesurer la valeur du couple de serrage réellement appliqué par l'outil de vissage 2A aux embouts identifiés P1 et P2 par les moyens 4 et 5. En particulier, après avoir mesuré le couple de serrage véritablement appliqué, les moyens de mesure 12 sont aptes à transmettre la valeur ainsi mesurée aux moyens de traitement 10, par une liaison L5, pour que ces derniers la communiquent à l'unité centrale 8, par l'intermédiaire d'une liaison sans fil L6. L'unité centrale 8 peut ainsi conserver - par exemple dans la mémoire 3 - la valeur du couple de serrage attribué à chacun des embouts identifiés P1, P2. Il est à noter que l'outil de vissage 2A peut également comprendre des moyens (non représentés) pour comparer la valeur du couple de serrage attri- bué avec celle du couple de serrage mesuré par les moyens 12 et ainsi vali- der le respect des tolérances exigées par le procédé opératoire. L'outil de vissage 2A peut comporter un écran 13 pour l'affichage de la valeur mesurée du couple de serrage des embouts identifiés P1, P2, ainsi que, éventuellement, la valeur envoyée par les moyens de transmission 6. L'écran d'affichage 13 est relié aux moyens de traitement 10 par l'intermédiaire de la liaison L7. Par ailleurs, l'outil de vissage 2A comprend également : un premier et un second organes de prise 14 et 15 reliés l'un à l'autre par une articulation 16. Chaque organe de prise 14, 15 est apte à venir en prise avec un des deux embouts P1, P2. On notera que l'articulation 16 peut comporter une limitation du débattement des deux organes de prise 14 et 15; deux bras 17 et 18 qui prolongent respectivement les premier et second organes de prise 14 et 15 et qui sont aptes déplacer ces derniers relative- ment l'un par rapport à l'autre sous l'action d'un opérateur O ; et des moyens de débrayage 19 intercalés entre le premier organe de prise 14 et le bras 17 correspondant, de manière : - à maintenir fixe le premier organe 14 par rapport au bras 17, lorsque le couple de serrage appliqué aux deux embouts P1 et P2 par les deux organes de prise 14 et 15 est inférieur au seuil de couple ; et - à libérer le maintien fixe pour rendre mobile ledit bras 17 par rapport au premier organe 14, lorsque le couple de serrage appliqué aux deux embouts P1 et P2 est au moins égal audit seuil de couple.

Les moyens de débrayage 19 sont contrôlés, de façon automatique, par les moyens d'ajustement 11, ces derniers étant aptes à modifier ledit seuil de couple pour lui affecter le couple de serrage attribué aux deux embouts P1 et P2 après identification de ces derniers par les moyens 4 et 5. Ainsi, pour visser les deux embouts P1 et P2 l'un à l'autre, un opérateur 0, portant les lunettes d'identification 7 équipées de la caméra 4, observe préalablement les deux embouts à visser P1 et P2 pour les identifiés l'un après l'autre ou simultanément. Il visse ensuite manuellement les deux embouts P1 et P2 jusqu'à ce que le vissage devienne trop difficile. A partir des images transmises par la caméra 4 via la liaison L2, l'unité centrale 8 identifie les deux embouts P1 et P2 et communique le couple de serrage attribué correspondant (ce couple étant identique pour les deux embouts coopérants) aux moyens de traitement 10 de l'outil de vissage 2A. Ces derniers 10 délivrent un ordre de réglage aux moyens d'ajustement 11 qui modifient le seuil de couple des moyens de débrayage 19 en lui attri- buant le couple de serrage reçu.

Autrement dit, l'ajustement du seuil de couple de l'outil de vissage 2A est réalisé automatiquement, sans intervention d'un opérateur O. Ce dernier, manipulant l'outil de vissage 2A par les bras 17 et 18, peut alors positionner les deux organes de prise 14 et 15 sur les embouts corres- pondants P1 et P2 (figure 2). Par un déplacement du bras 17 entraînant l'organe de prise 14 en rotation, l'opérateur O peut visser l'embout P1 dans l'embout P2. Lorsque le couple de serrage attribué aux deux embouts P1 et P2 est atteint, les moyens de débrayage 19 libèrent le maintien fixe existant entre le premier organe de prise 14 et le bras correspondant 17. Autrement dit, le premier organe 14 n'est plus entraîné en rotation par déplacement du bras 17. La valeur mesurée du couple de serrage réellement appliqué, obtenue par les moyens de mesure 12, est ensuite transmise à l'unité centrale 8 et/ou affichée sur les moyens d'affichage 13.

Sur la figure 4, on a représenté un autre exemple de réalisation d'un outil de vissage 2B de l'outillage de la figure 1, pour visser des colliers de serrage à vis P3 assurant le maintien, sur la structure S, des portions de canalisation C à raccorder. Autrement dit, dans cet exemple, l'outillage de l'invention mis en oeuvre pour le vissage des colliers P3 est identique à celui de la figure 1, à l'exception de l'outil de vissage 2A qui a été remplacé par l'outil de vissage 2B. Chaque collier de serrage P3, fixé à la structure S, est destiné à enserrer une portion de canalisation C par vissage de la vis correspondante, du couple de serrage de la vis dépendant la force d'enserrement de ladite portion C. Dans cet exemple, l'outil 2B, qui se présente sous la forme d'une visseuse électrique, comprend les moyens de traitement 10, les moyens d'ajustement 11, les moyens de mesure 12, l'écran d'affichage 13 et les moyens de débrayage 19 précédemment décrits en référence aux figures 1 à 3.

La mise en oeuvre de l'outil 2B est semblable à celle décrite ci-dessus en référence à l'outil de vissage 2A illustré par les figures 2 et 3. Après vissage de plusieurs pièces identiques ou différentes P1, P2, P3 de la structure S, un rapport peut être émis par l'unité centrale 8, dans lequel les valeurs des couples de serrage mesurées associées à chacune des pièces vissées ont été régroupées. Bien entendu, l'invention n'est limitée ni au serrage de pièces du type de celles mentionnées précédemment, ni à la forme des outils de vissage précités.10

Claims (14)

1. REVENDICATIONS1. Procédé pour le vissage de pièces (P1, P2, P3) par un outil de vis-sage (2A, 2B) à couple de serrage auto-réglable, caractérisé : - en ce que, de façon préliminaire au vissage, on référence une pluralité de pièces à visser (P1, P2, P3) en leur attribuant un couple de serrage propre ; et en ce que, pour le vissage, on effectue les étapes successives suivantes : N on identifie la pièce à visser parmi lesdites pièces référencées (P1, P2, P3) ; B/ on transmet audit outil de vissage (2A, 2B) le couple de serrage attribué à ladite pièce identifiée (P1, P2, P3) ; et CI on applique, à ladite pièce identifiée, ledit couple de serrage attribué transmis, à l'aide dudit outil de vissage (2A, 2B).
2. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on mesure le couple de serrage réellement appliqué, par ledit outil de vissage (2A, 2B), à ladite pièce identifiée (P1, P2, P3).
3. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'on enregistre, dans une base de données, la mesure obtenue du couple de serrage réellement appliqué ainsi que les références dudit outil de visage utilisé en les associant à ladite pièce identifiée.
4. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que, lors de l'étape B/, la transmission dudit couple de serrage attribué est réalisée par une liaison sans fil (L1).
5. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que, lors de l'étape AI, on identifie ladite pièce à visser (P1, P2, P3) par la mise en oeuvre d'un processus de reconnaissance d'images sans cible pré-positionnée.
6. 6. Outillage pour la mise en oeuvre du procédé de vissage d'une plurali- té de pièces référencées (P1, P2, P3) tel que spécifié sous l'une des revendications 1 à 5,caractérisé en ce qu'il comprend : un outil de vissage (2A, 2B) à couple de serrage auto-réglable ; des moyens (3) pour mémoriser les références desdites pièces (P1, P2, P3) et les couples de serrage attribués correspondants ; des moyens (4, 5) pour identifier au moins une desdites pièces référen- cées ; et des moyens (6) pour transmettre, audit outil de vissage (2A, 2B), le couple de serrage attribué et mémorisé correspondant à ladite pièce identifiée (P1, P2, P3).
7. 7. Outillage selon la revendication 6, caractérisé en ce que lesdits moyens d'identification (4, 5) mettent en oeuvre un processus de reconnaissance d'images sans cible pré-positionnée.
8. 8. Outillage selon la revendication 7, caractérisé en ce que lesdits moyens d'identification comportent au moins une caméra (4).
9. 9. Outillage selon la revendication 8, caractérisé en ce que lesdits moyens d'identification comprennent des lunettes (7), destinées à être portées par un opérateur (0), sur lesquelles est montée ladite caméra (4).
10. 10. Outil de vissage d'une première et d'une seconde pièces coopérantes (P1, P2) apte à leur appliquer un couple de serrage prédéterminé par la mise en oeuvre du procédé de vissage tel que spécifié sous l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend : un premier et un second organes de prise (14, 15) articulés l'un à l'autre, ledit premier organe de prise (14) étant destiné à venir en prise avec ladite première pièce (P1) et ledit second organe de prise (15) étant destiné à venir en prise avec ladite seconde pièce (P2) ;deux bras (17, 18) qui prolongent respectivement lesdits premier et second organes de prise (14, 15) et qui sont aptes à déplacer ces derniers relativement l'un par rapport à l'autre ; et des moyens de débrayage (19) intercalés entre ledit premier organe de prise (14) et ledit bras correspondant (17), de manière : - à maintenir fixe ledit premier organe (14) par rapport audit bras (17), lorsque le couple de serrage appliqué auxdites première et seconde pièces (P1, P2) par lesdits premier et second organes de prise (14, 15) est inférieur à un seuil de couple prédéfini ; et à libérer ledit maintien fixe pour rendre mobile ledit bras (17) par rapport audit premier organe de prise correspondant (14), lorsque le couple de serrage appliqué est au moins égal audit seuil de couple prédéfini.
11. 11. Outil selon la revendication 10, caractérisé en ce que, ledit outil de vissage (2A) étant à couple de serrage auto-réglable, il comprend des moyens (11) pour ajuster automatiquement ledit seuil de couple prédéfini.
12. 12. Outil selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de traitement (10) pour recevoir ledit couple de serrage prédéterminé et pour le transmettre auxdits moyens d'ajustement (11).
13. 13. Outil selon l'une des revendications 10 à 12, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (12) pour mesurer la valeur du couple de serrage réellement appliqué par ledit outil (2A) auxdites pièces (P1, P2).
14. 14. Outil selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (13) pour afficher la valeur du couple de serrage mesurée par lesdits moyens de mesure (12).