FR3006765A1 - Procede et dispositif de detection d'un phenomene de grippage par emission acoustique - Google Patents

Abstract

La détection d'un phénomène de grippage susceptible d'apparaître dans un système d'assemblage par filetage (1) est souhaitée. L'objet principal de l'invention concerne ainsi un procédé de détection d'un phénomène de grippage sur un système d'assemblage par filetage (1) comportant des premier (2) et deuxième (3) éléments filetés, le procédé comportant l'étape de réception par au moins un capteur (10) de signaux acoustiques émis lors du vissage et/ou dévissage d'un des éléments filetés (2, 3) sur l'autre, et l'étape de traitement des signaux acoustiques pour permettre la détermination d'au moins un paramètre (A, I) renseignant sur la présence d'un phénomène de grippage sur le système d'assemblage par filetage (1). L'invention trouve des applications dans de nombreux domaines de l'industrie, et préférentiellement dans le domaine de l'aéronautique, notamment pour la fixation de deux pièces d'aéronef.

Description

PROCEDE ET DISPOSITIF DE DETECTION D'UN PHENOMENE DE GRIPPAGE PAR EMISSION ACOUSTIQUE DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE La présente invention se rapporte au domaine des systèmes d'assemblage par filetage de deux pièces l'une à l'autre, et plus particulièrement au domaine des méthodes de contrôle appliquées à de tels systèmes d'assemblage. L'invention trouve des applications dans de nombreux domaines de l'industrie, et plus préférentiellement dans le domaine de l'aéronautique, notamment pour la fixation de deux pièces d'aéronef. L'invention concerne plus précisément un procédé de détection d'un phénomène de grippage sur un système d'assemblage par filetage, ainsi qu'un dispositif de détection pour la mise en oeuvre de ce procédé. Elle concerne également un procédé d'optimisation de vitesse de rotation dans un système d'assemblage par filetage mis en oeuvre au moyen d'un tel procédé de détection, ainsi que le dispositif d'optimisation associé. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Un système d'assemblage par filetage (ou vissage), encore désigné ci-après par « système fileté », est couramment utilisé pour fixer au moins deux pièces l'une à l'autre, et par exemple de manière non limitative deux plaques superposées d'un assemblage. Un tel système fileté est prévu pour assurer la pérennité de l'assemblage tout au long de sa durée de vie. Son intérêt provient notamment de sa démontabilité et des applications qui en découlent.

De façon générale, un système fileté se compose d'un premier élément fileté sous la forme d'une vis et d'un deuxième élément fileté sous la forme d'un écrou, et son installation consiste en l'association de l'écrou et de la vis pour laquelle est appliqué un couple de serrage lors de l'opération de vissage. Plus spécifiquement, la vis est insérée dans un alésage réalisé sur les pièces à assembler, puis l'écrou est vissé du côté opposé à la tête de la vis pour maintenir l'assemblage. Le vissage (ou serrage) de l'écrou sur la vis permet de comprimer les pièces à assembler. La vis est ainsi précontrainte et l'effort axial auquel elle est soumise est appelé prétension. Lors du vissage, on applique un couple de serrage à l'écrou qui permet le mouvement hélicoïdal de celui-ci sur la vis et qui, lorsque les pièces sont en contact, force l'allongement de la vis et ainsi sa mise en prétension. Dans un tel mode de vissage, la prétension induite par serrage de l'écrou sur la vis est donc liée au couple appliqué à l'écrou.

La relation entre prétension et couple est dispersive et liée à de nombreux paramètres. En effet, le couple de serrage appliqué à l'écrou se décompose en plusieurs couples différents selon la relation suivante : C = C1+ C2 + CT, dans laquelle : C désigne le couple de serrage appliqué à l'écrou, C1 désigne le couple qui sert à vaincre les frottements entre la vis et l'écrou dans le filetage, C2 désigne le couple qui sert à vaincre les frottements entre la ou les pièces de l'assemblage à serrer et l'écrou ou la vis, et CT désigne le couple qui sert à la mise en prétension de la vis. Ainsi, une partie du couple de serrage appliqué à l'écrou se perd en frottements entre les filets de la vis et de l'écrou, en frottements entre l'assemblage et l'élément de fixation en rotation (vis ou écrou), et enfin en un couple qui sert à mettre en prétension la vis. Par conséquent, la prétension dans la vis, liée au couple appliqué à l'écrou, dépend directement des frottements engendrés lors de l'opération de vissage. En particulier, plus les frottements seront importants, moins l'effort de prétension sera grand. Or, au cours du temps, l'écrou du système fileté peut être vissé et dévissé sur la vis de nombreuses fois. Les éléments vissés, vis et écrou, subissent ainsi des dégradations plus ou moins importantes de leurs surfaces en frottement qui modifient les performances en frottement, et par là-même l'effort de prétension créé dans la vis. De plus, au-delà d'une perte de prétension, la dégradation de ces surfaces en frottement peut engendrer, par la répétition des cycles de vissage/dévissage, des échauffements locaux menant à des phénomènes de grippage, c'est-à-dire des micro-soudures entre les surfaces en frottement. Dans pareil cas, le dévissage du système fileté devient difficile, voire impossible sans endommagement partiel ou total des filets de la vis et de l'écrou. Aussi, afin de déterminer l'état de dégradation des surfaces en frottement des éléments de fixation d'un système fileté (vis et écrou), on procède habituellement à une évaluation visuelle de ces éléments de fixation qui, généralement, ne permet pas d'obtenir des résultats satisfaisants et objectifs. EXPOSÉ DE L'INVENTION Il existe ainsi un besoin pour permettre la détection, au moins partiellement, du niveau de dégradation des surfaces en frottement d'un système d'assemblage par filetage, et notamment un besoin pour permettre de détecter un phénomène de grippage susceptible d'apparaître dans un système fileté. L'invention a pour but de remédier au moins partiellement aux besoins et aux inconvénients mentionnés ci-dessus. A cet effet, l'invention a ainsi pour objet, selon l'un de ses aspects, un procédé de détection d'un phénomène de grippage sur un système d'assemblage par filetage, le système d'assemblage par filetage comportant un premier élément fileté et un deuxième élément fileté coopérant entre eux pour l'assemblage d'au moins deux pièces l'une à l'autre, le procédé comportant l'étape de réception par au moins un capteur de signaux acoustiques émis lors du vissage et/ou dévissage d'un des premier et deuxième éléments filetés sur l'autre, et l'étape de traitement des signaux acoustiques pour permettre la détermination d'au moins un paramètre renseignant sur la présence d'un phénomène de grippage sur le système d'assemblage par filetage. Grâce à l'invention, il peut être possible de détecter la présence d'un grippage sur un système fileté par émission acoustique. Un ou plusieurs capteurs placés dans l'environnement du système fileté peuvent ainsi permettre de collecter des signaux acoustiques qui, après traitement, peuvent faire apparaître des paramètres « témoins » de phénomènes de grippage, notamment de micro-grippage ou de macro-grippage. De la sorte, une détection précoce d'un micro-grippage peut permettre de se prémunir de l'apparition rapide d'un macro-grippage et de s'assurer, par exemple, du remplacement d'un ou plusieurs éléments de fixation du système fileté de manière préventive. De même, une détection précoce d'un macro-grippage peut permettre de savoir que l'assemblage à l'aide du système fileté est défaillant et que la prétension engendrée alors est moindre que celle escomptée lors de l'application du couple de serrage. Le procédé de détection selon l'invention peut en outre comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes prises isolément ou suivant toutes combinaisons techniques possibles. De façon préférentielle, le premier élément fileté peut comporter une vis et le deuxième élément fileté peut comporter un écrou. Le procédé peut en outre comporter les étapes suivantes : - disposition d'au moins un capteur de signaux acoustiques dans l'environnement du système d'assemblage par filetage, - vissage et/ou dévissage d'un des premier et deuxième éléments filetés sur l'autre du système d'assemblage par filetage, - réception par ledit au moins un capteur des signaux acoustiques émis lors de l'étape de vissage et/ou dévissage, - conversion des signaux acoustiques en signaux électriques, - filtrage des signaux électriques pour identifier les signaux électriques associés au vissage et/ou dévissage d'un des premier et deuxième éléments filetés sur l'autre, - traitement des signaux électriques filtrés pour calculer au moins un paramètre, notamment l'activité et/ou l'intensité, renseignant sur la présence d'un phénomène de grippage sur le système d'assemblage par filetage. Un phénomène de grippage peut être détecté sur le système d'assemblage par filetage par l'intermédiaire d'une variation de valeur dudit au moins un paramètre au cours d'au moins un cycle de vissage et/ou dévissage d'un des premier et deuxième éléments filetés sur l'autre. Plus particulièrement, un phénomène de micro-grippage peut être détecté sur le système d'assemblage par filetage par l'intermédiaire d'une augmentation du paramètre d'intensité lors du premier cycle de vissage, cette augmentation étant notamment supérieure aux augmentations d'intensité survenant lors des cycles ultérieurs de vissage. En outre, un phénomène de macro-grippage peut être détecté sur le système d'assemblage par filetage par l'intermédiaire d'une augmentation du paramètre d'intensité et/ou du paramètre d'activité à partir du deuxième cycle de dévissage, cette augmentation étant notamment supérieure aux augmentations d'intensité et/ou d'activité survenant lors des cycles antérieurs de dévissage. L'invention a également pour objet, selon un autre de ses aspects, un dispositif de détection d'un phénomène de grippage sur un système d'assemblage par filetage pour la mise en oeuvre du procédé tel que défini précédemment. Le dispositif peut comporter : - au moins un capteur pour réceptionner des signaux acoustiques émis lors du vissage et/ou dévissage du système d'assemblage par filetage et pour convertir lesdits signaux acoustiques en signaux électriques, - des moyens de filtrage desdits signaux électriques pour identifier les signaux électriques associés au vissage et/ou dévissage du système d'assemblage de filetage, - des moyens de traitement desdits signaux électriques filtrés pour calculer au moins un paramètre, notamment l'activité et/ou l'intensité, renseignant sur la présence d'un phénomène de grippage sur le système d'assemblage par filetage.

Le dispositif de détection selon l'invention peut comporter l'une quelconque des caractéristiques précédemment énoncées, prises isolément ou selon toutes combinaisons techniquement possibles avec d'autres caractéristiques. Par ailleurs, l'invention a encore pour objet, selon un autre de des aspects, un procédé d'optimisation de la vitesse de rotation d'un premier élément fileté par rapport à un deuxième élément fileté d'un système d'assemblage par filetage, notamment lors de l'installation du système d'assemblage par filetage pour l'assemblage d'au moins deux pièces l'une à l'autre, le procédé d'optimisation étant mis en oeuvre au moyen du procédé de détection tel que défini précédemment, le procédé d'optimisation comportant l'étape consistant à adapter la vitesse de rotation du premier élément fileté par rapport au deuxième élément fileté en fonction de la détection d'un phénomène de grippage sur le système d'assemblage par filetage. La vitesse de rotation du premier élément fileté par rapport au deuxième élément fileté peut en particulier être adaptée, par exemple diminuée, de façon à réduire l'apparition d'un phénomène de grippage sur le système d'assemblage par filetage.

L'invention a également pour objet, selon un autre de ses aspects, un dispositif d'optimisation de la vitesse de rotation d'un premier élément fileté par rapport à un deuxième élément fileté d'un système d'assemblage par filetage, comportant un dispositif de détection tel que défini précédemment. Le dispositif d'optimisation peut comporter des moyens d'adaptation de la vitesse de rotation du premier élément fileté par rapport au deuxième élément fileté en fonction de la détection d'un phénomène de grippage sur le système d'assemblage par filetage par le dispositif de détection, notamment des moyens d'adaptation prévus pour adapter la vitesse de rotation, par exemple la diminuer, de façon à réduire l'apparition d'un phénomène de grippage sur le système d'assemblage par filetage.

Le procédé d'optimisation et le dispositif d'optimisation selon l'invention peuvent comporter l'une quelconque des caractéristiques précédemment énoncées, prises isolément ou selon toutes combinaisons techniquement possibles avec d'autres caractéristiques. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS L'invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, d'exemples de mise en oeuvre non limitatifs de celle-ci, ainsi qu'à l'examen des figures, schématiques et partielles, du dessin annexé, sur lequel : - la figure 1 est une représentation schématique en coupe d'un exemple de système fileté permettant l'assemblage de deux pièces l'une à l'autre, - la figure 2 est un algorithme d'un procédé de détection selon un mode de réalisation de l'invention, - la figure 3 est une représentation schématique d'un dispositif de détection d'un phénomène de grippage sur un système fileté selon un mode de réalisation de l'invention, - la figure 4 est un graphique représentant le suivi du vissage d'un écrou sur une vis d'un système fileté par émission acoustique, - la figure 5 est un graphique représentant le principe de séparation des populations de signaux acoustiques, - les figures 6A, 6B et 6C représentent des graphiques de suivi des cycles de vissage/dévissage, respectivement pour un premier, deuxième et troisième cycle, - la figure 7 représente deux graphiques reportant les cycles de vissage d'un écrou d'un système fileté avec séparation entre activité et intensité, et - la figure 8 représente deux graphiques reportant les cycles de vissage et dévissage d'un écrou d'un système fileté avec séparation entre activité et intensité. Dans l'ensemble de ces figures, des références identiques peuvent désigner des éléments identiques ou analogues. De plus, les différentes parties représentées sur les figures ne le sont pas nécessairement selon une échelle uniforme, pour rendre les figures plus lisibles.

EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS On va décrire tout d'abord en référence à la figure 1 un exemple, non limitatif, d'un système d'assemblage par filetage ou système fileté 1 auquel peut s'appliquer un procédé de détection d'un phénomène de grippage selon l'invention qui sera décrit par la suite.

Le système fileté 1 est utilisé pour permettre l'assemblage de deux pièces 4 et 5 l'une à l'autre. Le système fileté 1 comporte un premier élément fileté sous la forme d'une vis 2 et un deuxième élément fileté sous la forme d'un écrou 3, destiné à être vissé sur la vis 2. La vis 2 est prévue pour être placée dans un alésage 6 réalisé sur les pièces 4 et 5 à assembler. La vis 2 comporte une tête 2a formant une collerette sensiblement annulaire à une extrémité de la vis 2. De plus, la vis 2 comporte une extrémité (ou queue) filetée 2b pourvue de filets destinés à coopérer avec des filets correspondants de l'écrou 3 lors du vissage et/ou dévissage du système fileté 1. La portion centrale 2c de la vis 2, située entre la tête 2a et l'extrémité filetée 2b, est appelée le fût 2c de la vis 2. Comme il a été décrit précédemment, lors du vissage de l'écrou 3 sur les filets de la vis 2, une partie du couple de serrage de l'écrou 3 est dissipée par frottements, notamment au niveau des filetages. Lorsque ces frottements sont trop importants, il peut y avoir l'apparition d'un phénomène de grippage. Un tel phénomène se traduit par la présence de micro-soudures se produisant par exemple entre les filets de la vis 2 et de l'écrou 3. Dans ce cas, le dévissage de l'écrou 3 devient très difficile et impose de mettre en oeuvre un couple de dévissage très important. Le dévissage de l'écrou 3 est même souvent impossible à réaliser sans engendrer une rupture partielle ou totale des éléments filetés (vis 2 et écrou 3), de sorte que ceux-ci deviennent par la suite inutilisables. On distingue plus spécifiquement deux types de grippage : le micro-grippage et le macro-grippage. Le micro-grippage correspond à des micro-soudures localisées, aptes à se rompre quasiment immédiatement lors du vissage et/ou dévissage. Le micro- grippage n'a que peu d'influence sur la prétension induite pour la vis 2 mais néanmoins il constitue un signe précurseur d'un grippage plus généralisé ou macro-grippage. Le macro-grippage se caractérise quant à lui par des dégradations des surfaces en frottement ayant une influence sur la prétension dans la fixation après serrage. Le macrogrippage peut également se caractériser par une soudure complète des filets de la vis 2 et de l'écrou 3 entre eux. Dans ce dernier cas, le dévissage complet ne peut généralement plus être assuré sans endommagement partiel ou total des filets de la vis 2 et/ou de l'écrou 3. De nombreux facteurs influencent les frottements au niveau des filets de la vis 2 et de l'écrou 3, ceux-ci étant à l'origine de l'apparition de phénomènes de grippage non souhaitables. On peut citer, par exemple, la répétition des cycles de vissage/dévissage, les vitesses utilisées lors de ces cycles ou encore le type de fixations utilisées (matériaux, revêtements, lubrification, systèmes de freinage éventuels). L'invention se propose ainsi de permettre la détection de ces phénomènes de grippage par le biais de l'émission acoustique, afin de statuer notamment sur la future utilisation d'un système fileté au vu du résultat de détection. On va décrire à présent en référence aux figures 2 et 3 un exemple de dispositif de détection d'un phénomène de grippage sur un système fileté 1. Le système fileté 1 peut être tel que celui représenté à la figure 1. On a représenté à la figure 2 de façon schématique le système fileté 1 utilisé pour fixer l'une à l'autre les deux pièces 4 et 5. Le dispositif de détection comporte dans le mode de réalisation illustré à la figure 2, un capteur 10 de réception de signaux acoustiques. Le capteur 10 de réception de signaux acoustiques est, dans l'exemple représenté à la figure 2, un capteur en céramique piézoélectrique adapté à réceptionner des signaux acoustiques et à convertir ces signaux acoustiques en signaux électriques. A titre d'exemple non limitatif, le capteur 10 est un capteur miniature à large bande. Le capteur 10 peut être installé à tout emplacement permettant la réception des signaux acoustiques. Il peut par exemple être installé tout autour de l'assemblage, par exemple être situé du côté de la tête 2a de la vis 2 ou du côté de l'écrou 3. Il peut aussi être placé sur la vis 2 ou l'écrou 3, sur un outil d'installation du système fileté 1 ou encore sur les pièces 4 et 5 à assembler. Dans l'exemple de la figure 2, le capteur 10 mesure les ondes élastiques provenant de la vis 2 par le biais d'un guide d'ondes 7. Une douille 8 entraîne l'écrou 3 en rotation pour permettre son vissage sur la vis 2. La pièce 4 peut constituer également une cellule de contrôle du couple de vissage et de la prétension dans l'assemblage. L'exemple de la figure 2 permet donc d'illustrer le fait que le capteur 10 peut être positionné à distance du système fileté 1, notamment par le biais d'un guide d'ondes 7, et pas nécessairement au contact du système fileté 1.

Le capteur 10 de réception de signaux acoustiques est connecté, dans ce mode de réalisation, en entrée d'un préamplificateur 20 adapté à amplifier les signaux électriques en vue de leur traitement ultérieur. A titre purement illustratif, le préamplificateur 20 peut présenter un gain ajusta ble de 20, 40 ou 60 dB. Après amplification, les signaux électriques sont de préférence filtrés par des moyens de filtrage 21 constitués typiquement de filtres électroniques. Les moyens de filtrage 21 ont par exemple une bande passante comprise entre 20 kHz et 1200 kHz, ce qui correspond sensiblement à la gamme de fréquences des signaux acoustiques réceptionnés, comprises entre 20 kHz et 1000 kHz environ (au-delà de la gamme des fréquences audibles comprises entre 20 Hz et 20 kHz). Des moyens de traitement 22 sont configurés pour traiter les signaux électriques, après amplification et filtrage. Les moyens de traitement 22 sont notamment adaptés à analyser les signaux électriques pour calculer des paramètres de ces derniers renseignant sur la présence d'un phénomène de grippage sur le système fileté 1, comme il sera décrit plus loin. Les moyens de traitement 22 sont de préférence incorporés dans une unité centrale à plusieurs voies d'entrée. Pour la mise en oeuvre du procédé de détection selon l'invention, l'unité centrale peut comporter un micro-ordinateur comportant de manière classique un micro- processeur, une mémoire morte et une mémoire vive reliés par un bus de communication. On va décrire à présent en référence à la figure 3 un exemple de mise en oeuvre du procédé de détection d'un phénomène de grippage sur un système fileté 1.

De manière non limitative, le procédé de détection est décrit ultérieurement en référence au dispositif de détection illustré à la figure 2. Dans son principe, le procédé de détection consiste à vérifier la présence ou non d'un grippage sur le système fileté 1, notamment un micro-grippage ou un macrogrippage, par analyse d'une émission acoustique se produisant lors du vissage et/ou dévissage du système fileté 1.

A cet effet, le procédé de détection comporte tout d'abord une étape de disposition S30 d'un ou plusieurs capteurs 10 de réception de signaux acoustiques dans une zone définie autour du système fileté 1, par exemple comme selon l'exemple de la figure 2, à savoir à distance du système fileté 1 par le biais d'un guide d'ondes 7.

Une fois le ou les capteurs 10 disposés dans l'environnement du système fileté 1, le procédé de détection comporte de préférence une étape de vérification du couplage S31 du ou des capteurs 10. Dans le domaine de l'émission acoustique, un couplage correct du ou des capteurs 10 peut être vérifié de manière classique par la mise en oeuvre de tests de Hsu- Nielsen définis selon la norme NF 1330-9. De préférence, cette étape de vérification de couplage S31 est mise en oeuvre au début et à la fin de chaque test sur le système fileté 1. Dans son principe, le test de couplage consiste à casser une mine de critérium 2H de 0,5 mm sur la surface de fixation, et par exemple, en référence à la figure 2, sur la surface A' de l'écrou 3, à analyser les signaux acoustiques réceptionnés par le ou les capteurs 10, puis à comparer la forme des signaux acoustiques réceptionnés à la forme d'un signal acoustique de référence. Un couplage correct du ou des capteurs 10 est obtenu lorsque la déformation des signaux acoustiques par rapport au signal acoustique de référence est inférieure à des limites prédéterminées.

Ce test de couplage permet de vérifier que le ou les capteurs 10 sont correctement couplés avec le système fileté 1 lorsque l'on souhaite observer le comportement de celui-ci par émission acoustique. Cette étape de vérification de couplage S31 permet ainsi de s'assurer de la répétabilité des mesures réalisées par le ou les capteurs 10.

Le système fileté 1 est ensuite vissé et/ou dévissé dans les deux pièces 4 et 5 lors d'une étape de vissage/dévissage S32. Le ou les capteurs 10 captent les signaux acoustiques émis lors du vissage et/ou dévissage du système fileté 1 lors d'une étape de réception S33. Lors d'une étape de conversion S34, les signaux acoustiques sont convertis en signaux électriques par le ou les capteurs 10.

Les signaux électriques sont ensuite amplifiés de manière classique lors d'une étape d'amplification S35 en vue de leur traitement. Une étape de filtrage S36 est en outre prévue pour filtrer les signaux électriques à traiter.

En effet, lors de l'installation d'un système fileté 1 tel qu'illustré par exemple à la figure 2, l'émission acoustique générant les signaux acoustiques captés par le capteur 10 provient notamment de l'association entre la vis 2 et l'écrou 2, en particulier du déplacement relatif de l'écrou 3 sur la vis 2 qui induit d'intenses frictions et du contact de l'écrou 3 avec une pièce à assembler qui induit également des frictions.

Néanmoins, outre cette émission acoustique liée directement à l'installation du système fileté 1, des sources externes de bruits parasites peuvent être générés par un outil de pose lui-même ou encore dans l'environnement (bruits mécaniques et bruits électriques). Il est ainsi nécessaire d'éliminer les signaux parasites provenant de ces sources externes et non liés à l'installation elle-même du système fileté 1.

L'étape de filtrage S36 permet au moyen de filtres électroniques de filtrer les signaux électriques, par exemple dans une gamme de fréquences comprises entre 20 kHz et 1200 kHz, éliminant les bruits parasites émis dans l'environnement. Ainsi, grâce à l'étape de filtrage S36, seuls les signaux acoustiques générés par l'installation du système fileté 1 sont considérés, et en particulier les signaux acoustiques générés lors du vissage et/ou dévissage de l'écrou 3 sur la vis 2. Les filtres électroniques pourraient être remplacés ou associés à un blindage électromagnétique du système permettant d'isoler partiellement ou complètement le système fileté 1 vis-à-vis des perturbations extérieures. Après l'étape de filtration S36, les signaux électriques sont traités lors d'une étape de traitement S37. L'étape de traitement S37 met en oeuvre sur les signaux électriques ainsi réceptionnés une transformée de Fourier après décomposition en salves des signaux électriques. On a illustré à la figure 4 un graphique représentant le suivi du vissage de l'écrou 3 sur la vis 2 du système fileté 1 par émission acoustique.

Plus précisément, le graphique de la figure 4 représente l'amplitude exprimée en dB de l'émission acoustique (illustrée par des losanges) en fonction du temps exprimé en us. Par ailleurs, la ligne S, représentée en traits pointillés, représente le seuil d'acquisition de l'amplitude de l'émission acoustique, et la ligne T, représentée en trait continu, représente l'instant de contact entre l'écrou 3 et la pièce 5 à assembler. En outre, les courbes P et C représentent respectivement l'évolution de la prétension (en kN) associée à la vis 2 et l'évolution du couple de serrage (en N.m) appliqué à l'écrou 3. On constate ainsi que la prétension P et le couple C augmentent doucement jusqu'à ce que l'écrou 3 entre en contact avec la pièce 5 (ligne T), puis augmentent très fortement par la suite après contact entre l'écrou 3 et la pièce 5. Ce changement de courbure est suivi en prenant en compte l'amplitude et la fréquence des signaux obtenus par émission acoustique. Le traitement statistique par analyse en composantes principales des salves permet d'identifier deux populations de signaux distinctes, comme représenté sur le graphique de la figure 5. En appliquant ce traitement de données sur un premier essai de grippage, on discerne ainsi la population liée au grippage. Ce traitement est alors par la suite appliqué à tous les résultats obtenus pour distinguer les cycles responsables des micro-grippages et macro-grippages. Une fois la séparation des deux populations appliquée aux cycles de vissage/dévissage, on obtient les graphiques représentés sur les figures 6A, 6B et 6C. Les figures 6A, 6B et 6C représentent des graphiques de suivi des cycles de vissage/dévissage selon une population « normale » et une population responsable du grippage, respectivement pour des premier, deuxième et troisième cycles. La population « normale » est représentée par des losanges, alors que la population responsable du grippage est représentée par des carrés. Les graphiques des figures 6A, 6B et 6C présentent les signaux reçus par émission acoustique au cours des cycles de vissage/dévissage de l'écrou 3 sur la vis 2.

Ainsi, on peut remarquer que la population liée au grippage augmente au fur et à mesure des cycles. En outre, on constate que, après le troisième dévissage (ou desserrage), les filetages de l'écrou 3 et de la vis 2 sont abîmés et que du grippage est apparu (augmentation importante de la population responsable du grippage). Ces graphiques ne peuvent cependant pas permettre de mettre complètement en évidence avec certitude la présence du grippage de l'écrou 3. En particulier, l'étude de la population liée au grippage ne permet pas de savoir avec précision à quel moment le micro-grippage et le macro-grippage apparaissent. Une analyse des signaux en fonction de l'activité A (nombre de salves) et de l'intensité I (énergie des salves) est ainsi réalisée pour affiner les résultats. Plus spécifiquement, pour analyser le phénomène de grippage, l'évolution des deux populations décrites ci-dessus est suivie en temps réel à la fois en activité A et en en intensité I. L'étude de ces signaux peut alors permettre de discerner les phénomènes de grippage apparaissant lors du vissage et/ou dévissage de l'écrou 3. On a ainsi représenté sur la figure 7 deux graphiques reportant uniquement les cycles de vissage de l'écrou 3 (T1, T2 et T3, respectivement pour les premier, deuxième et troisième cycles) avec séparation entre activité A (à gauche) et intensité I (à droite). On peut ainsi observer que l'activité A (à gauche) cumulée de la population « normale » N augmente linéairement lors des vissages de l'écrou 3, ce qui est aussi le cas pour la population responsable du grippage R. Par contre, si l'on considère l'intensité I (à droite) de la population R responsable du grippage, on constate un événement très énergétique (cas de T1), alors que l'intensité I lors des serrages suivants n'est pas aussi élevée (cas de T2 et T3). Cette libération importante d'énergie obtenue lors du premier serrage T1, non visible au cours des serrages ultérieurs T2 et T3, est le signe de la présence d'un micro-grippage se produisant dans le filetage. La forte augmentation du paramètre d'intensité I lors du premier cycle T1 du serrage signifie donc que le système fileté 1 présente un micro-grippage. On peut en outre remarquer que l'énergie libérée lors du troisième serrage T3 est plus importante que pour le second serrage T2 (à la fois pour la population « normale » N et pour la population R responsable du grippage), ce qui peut indiquer une dégradation de l'assemblage. L'énergie libérée lors du premier cycle T1 est induite par les frictions entre le filetage de la vis 2 et celui de l'écrou 3 lorsque le micro-grippage se produit. On constate ainsi que les signes de micro-grippage apparaissent dès le premier serrage T1. Ce phénomène de micro-grippage se répète lors de chaque test et les autres cycles ne montrent pas de signe aussi évident de micro-grippage. L'utilisation de l'émission acoustique permet ainsi d'identifier dès le premier serrage T1 un micro-grippage de l'écrou 3 par l'étude du paramètre d'intensité I du signal obtenu lors du vissage. On peut ainsi dévisser l'écrou 3 avant que le grippage ne devienne trop important et que le système fileté 1 devienne inutilisable. Il est alors possible de se débarrasser de l'écrou 3, par exemple dans le cas où il est placé dans un endroit critique, ou d'identifier sa position afin de garder une liste des écrous susceptibles d'être sujets au grippage lors de cycles ultérieurs de vissage/dévissage.

Par ailleurs, en prenant maintenant en compte le desserrage (en plus du serrage), à partir des mêmes populations N et R illustrées sur la figure 7, il est possible de mettre en évidence un phénomène de macro-grippage en relation avec le signal de micro-grippage détecté sur la figure 7. La figure 8 représente ainsi deux graphiques reportant les cycles complets de vissage et dévissage de l'écrou 3 (T1/L1, T2/L2 et T3/L3, respectivement pour les premier, deuxième et troisième cycles) avec séparation entre activité A (à gauche) et intensité I (à droite). Les cycles T1, T2 et T3 concernent des cycles de serrage, alors que les cycles Ll, L2 et L3 concernent des cycles de desserrage.

Lorsque l'on observe le graphique relatif au paramètre d'activité A (à gauche), on remarque que l'activité A de la courbe N, associée à la population « normale », augmente linéairement en fonction du temps à chaque vissage et à chaque dévissage. Par contre, l'activité A de la courbe R, associée à la population liée au grippage, augmente quant à elle linéairement jusqu'au dernier cycle T3/L3, où elle augmente alors brusquement. Pa rapport aux graphiques de la figure 7, la prise en compte des cycles de dévissage L1, L2 et L3 amène ainsi une composante supplémentaire qui se traduit par cette augmentation soudaine. Si l'on s'intéresse maintenant au paramètre d'intensité I au cours des cycles, on remarque un seul évènement de très grande intensité lors du troisième dévissage L3.

Ce dévissage L3 est le seul signal visible sur la figure 8 car il est d'une intensité bien plus élevée que les autres L1 et L2 (environ 1000 fois plus élevé). Les autres signaux pour les cycles de dévissage L1 et L2 sont donc réduits et non visibles. Cette forte augmentation du paramètre d'intensité I lors du cycle de dévissage L3 est le signe de la présence d'un phénomène de macro-grippage de l'écrou 3.

En relation avec le phénomène de micro-grippage mis en évidence sur le graphique de la figure 7, il apparaît donc un phénomène de macro-grippage associé. Une fois ce macrogrippage détecté, l'écrou 3 ne peut plus être utilisé tel quel. En utilisant l'émission acoustique par le biais du procédé de détection selon l'invention, on parvient à détecter les signes de micro-grippage, notamment lors de l'installation d'un système fileté 1, avant que le grippage réel ne se produise. De plus, lorsqu'un système fileté 1 est déjà installé, on détecte lors du dévissage les signes de macro-grippage qui indiquent que l'écrou 3 n'est plus utilisable en association avec la vis 2. On évite ainsi les opérations de contrôle visuel nécessaires à la réutilisation des écrous 3, ou même la réutilisation d'un écrou 3 défaillant qui entraînerait le grippage du système fileté 1 et le blocage de la chaîne lors des opérations de réparation. Par ailleurs, le procédé et le dispositif de détection selon l'invention d'un phénomène de grippage sur un système d'assemblage par filetage 1 peuvent être utilisés pour permettre l'optimisation de la vitesse de rotation de l'écrou 3 par rapport à la vis 2, par exemple lors de l'installation du système fileté 1 pour fixer deux pièces 4 et 5 à assembler l'une à l'autre, ou encore de façon plus générale lors du vissage et/ou dévissage de l'écrou 3 par rapport à la vis 2. En particulier, l'optimisation de la vitesse de rotation de l'écrou 3 par rapport à la vis 2 peut être réalisée de manière à réduire le risque d'apparition d'un phénomène de grippage sur le système fileté 1.

Ainsi, l'utilisation du procédé et du dispositif de détection selon l'invention peut permettre de contrôler les frottements qui surviennent dans le système fileté 1 en adaptant au mieux la vitesse de rotation de l'écrou 3 par rapport à la vis 2. De cette façon, l'invention peut permettre de réaliser un travail en amont sur les vitesses optimales de serrage et/ou desserrage des systèmes filetés 1 de façon à engendrer moins de phénomènes de grippage, voire quasiment aucun phénomène de grippage. Ainsi, pour une visseuse pilotée par contrôle du couple de serrage, l'information supplémentaire donnée par le dispositif de détection selon l'invention permet d'assurer un contrôle supplémentaire et peut être liée à l'adaptation de la vitesse de la visseuse. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits. Diverses modifications peuvent y être apportées par l'homme du métier. En particulier, le nombre de capteurs 10 peut être augmenté pour améliorer les résultats du dispositif de détection selon l'invention. L'expression « comportant un » doit être comprise comme étant synonyme de « comportant au moins un », sauf si le contraire est spécifié.

Claims (6)

1. REVENDICATIONS1. Procédé de détection d'un phénomène de grippage sur un système d'assemblage par filetage (1), le système d'assemblage par filetage (1) comportant un premier élément fileté (2) et un deuxième élément fileté (3) coopérant entre eux pour l'assemblage d'au moins deux pièces (4, 5) l'une à l'autre, le procédé comportant l'étape de réception par au moins un capteur (10) de signaux acoustiques émis lors du vissage (T1, T2, T3) et/ou dévissage (L1, L2, L3) d'un des premier (2) et deuxième (3) éléments filetés sur l'autre, et l'étape de traitement des signaux acoustiques pour permettre la détermination d'au moins un paramètre (A, I) renseignant sur la présence d'un phénomène de grippage sur le système d'assemblage par filetage (1).
2. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : - disposition d'au moins un capteur (10) de signaux acoustiques dans l'environnement du système d'assemblage par filetage (1), - vissage (T1, T2, T3) et/ou dévissage (L1, L2, L3) d'un des premier (2) et deuxième (3) éléments filetés sur l'autre du système d'assemblage par filetage (1), - réception par ledit au moins un capteur (10) des signaux acoustiques émis lors de l'étape de vissage et/ou dévissage, - conversion des signaux acoustiques en signaux électriques, - filtrage des signaux électriques pour identifier les signaux électriques associés au vissage et/ou dévissage d'un des premier (2) et deuxième (3) éléments filetés sur l'autre, et - traitement des signaux électriques filtrés pour calculer au moins un paramètre, notamment l'activité (A) et/ou l'intensité (I), renseignant sur la présence d'un phénomène de grippage sur le système d'assemblage par filetage (1).
3. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'un phénomène de grippage est détecté sur le système d'assemblage par filetage (1) par l'intermédiaired'une variation de valeur dudit au moins un paramètre (A, I) au cours d'au moins un cycle de vissage et/ou dévissage d'un des premier (2) et deuxième (3) éléments filetés sur l'autre.
4. 4. Dispositif de détection d'un phénomène de grippage sur un système d'assemblage par filetage (1) pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant : - au moins un capteur (10) pour réceptionner des signaux acoustiques émis lors du vissage (T1, T2, T3) et/ou dévissage (L1, L2, L3) du système d'assemblage par filetage (1) et pour convertir lesdits signaux acoustiques en signaux électriques, - des moyens de filtrage (21) desdits signaux électriques pour identifier les signaux électriques associés au vissage et/ou dévissage du système d'assemblage de filetage (1), - des moyens de traitement (22) desdits signaux électriques filtrés pour calculer au moins un paramètre, notamment l'activité (A) et/ou l'intensité (I), renseignant sur la présence d'un phénomène de grippage sur le système d'assemblage par filetage (1).
5. 5. Procédé d'optimisation de la vitesse de rotation d'un premier élément fileté (2) par rapport à un deuxième élément fileté (3) d'un système d'assemblage par filetage (1), notamment lors de l'installation du système d'assemblage par filetage (1) pour l'assemblage d'au moins deux pièces (4, 5) l'une à l'autre, le procédé d'optimisation étant mis en oeuvre au moyen du procédé de détection selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, le procédé d'optimisation comportant l'étape consistant à adapter la vitesse de rotation du premier élément fileté (2) par rapport au deuxième élément fileté (3) en fonction de la détection d'un phénomène de grippage sur le système d'assemblage par filetage (1).
6. 6. Dispositif d'optimisation de la vitesse de rotation d'un premier élément fileté (2) par rapport à un deuxième élément fileté (3) d'un système d'assemblage par filetage (1), comportant un dispositif de détection selon la revendication 4, et comportanten outre des moyens d'adaptation de la vitesse de rotation du premier élément fileté (2) par rapport au deuxième élément fileté (3) en fonction de la détection d'un phénomène de grippage sur le système d'assemblage par filetage (1) par le dispositif de détection, notamment des moyens d'adaptation prévus pour adapter la vitesse de rotation de façon à réduire l'apparition d'un phénomène de grippage sur le système d'assemblage par filetage (1).