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Contributions au développement d'algorithmes robustes pour l'identification des défauts géométriques de forme à partir d'un nuage de points

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Jbira, Ibtissem (2019). Contributions au développement d'algorithmes robustes pour l'identification des défauts géométriques de forme à partir d'un nuage de points. Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

L’amélioration des analyses issues de l’exploitation de la maquette numérique nécessite le recours à des modèles réalistes qui reflètent les variations induites par les procédés de fabrication. Une modélisation des composants réalistes doit donc tenir compte de ces variations. Plus spécifiquement, nous visons dans le cadre du présent projet, la modélisation des tolérances géométriques de forme, la simulation d’assemblages des pièces avec des défauts de forme et l’évolution de l’effet de l’erreur algorithmique sur l’estimation de la dimension des surfaces ayant des défauts de forme. Les modèles développés présentent un outil d’analyse pour assister l’ingénierie des méthodes lors de la création des gammes de fabrication et d’inspection.

Le premier jalon consiste à modéliser les défauts de forme pour diverses géométries primitives en considérant une rigidité infinie, À cette étape, nous développons des algorithmes qui permettent de générer automatiquement des assemblages réalistes. Cette modélisation réaliste permet une analyse de tolérance en prenant compte de l’évolution des contacts entre les composants au cours du fonctionnement du produit. Cette approche a fourni un résultat d'assemblage plus proche de l'assemblage réel du système mécanique. Comme deuxième jalon, une étude sur l’influence de défauts de forme sur l’identification des requis dimensionnels et géométriques simulées à partir d’un nuage de points mesurés. Plus précisément, nous examinons l’usage des nouveaux modificateurs de spécifications des tolérances de taille, telle que définies dans ISO 14405-1:2016, et nous étudions comment les stratégies de mesure des systèmes et les algorithmes influent l'évaluation de ces nouvelles spécifications. Aussi, les systèmes d’inspection assistée par ordinateur sont bien utilisés par les manufacturiers pour vérifier la conformité des pièces qu’ils produisent. Or, les résultats de ces inspections peuvent varier en fonction du logiciel et des paramètres utilisés. C’est ce que les chercheurs appellent « l’erreur algorithmique ». Nous réalisons une étude pour examiner la reproductibilité des logiciels d’inspection assistée par ordinateur dans le cas de l’évaluation des défauts de forme. Finalement, une nouvelle approche est proposée pour l’estimation de la taille des éléments géométriques affectés par une erreur de forme en utilisant l’analyse robuste en composantes principales et la boite englobante orientée. Cette nouvelle approche a été validée par une simulation numérique et sur des études réelles.

Résumé traduit

The improvement of the analyze resulting from the exploitation of the digital model requires the use of realistic models which reflect the variations induced by the manufacturing processes. Realistic component modeling must consider these variations. More specifically, we are aiming for the present project, the modeling of geometrical shape tolerances, the simulation of assemblies of parts with defects of form and the evolution of the effect of the algorithmic error on the estimation of the dimension of surfaces with form defects. The developed models present an analysis tool to assist the engineering of the methods during the creation of the ranges manufacturing and inspection.

The first step is to model form defects for various primitive geometries considering infinite rigidity. At this stage, we develop algorithms that automatically generate realistic assemblies. This realistic modeling allows a tolerance analysis taking into account the evolution of the contacts between the components during the operation of the product. This approach has provided an assembly result closer to the actual assembly of the mechanical system. As a second step, a study on the influence of form defects on the identification of dimensional and geometrical requirements simulated from a point cloud measured. Specifically, we examine the use of new size tolerance specification modifiers, as defined in ISO 14405-1: 2016, and investigate how system measurement strategies and algorithms affect the evaluation of these new specifications. In addition, computer-assisted inspection systems are well used by manufacturers to check the conformity of the parts they produce. However, the results of these inspections may vary depending on the software and the parameters used. This is what researchers call "algorithmic error". We are conducting a study to examine the reproducibility of computer-assisted inspection software in the case of assessing form defects. Finally, a new approach is proposed for estimating the size of geometric elements affected by a form defect using the robust principal component analysis and the oriented bounding box. This new approach has been validated by a numerical simulation and on real studies.

Type de document: Mémoire ou thèse (Thèse de doctorat électronique)
Renseignements supplémentaires: "Thèse par articles présentée en cotutelle à l'École de technologie supérieure et à l'Institut supérieur d'informatique et des techniques de communication comme exigence partielle à l'obtention du doctorat en génie". Comprend des références bibliographiques (pages 171-178).
Mots-clés libres: CAO, défaut de forme, erreur algorithmique, modélisation réaliste, tolérance, inspection
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de mémoire/thèse
Tahan, Souheil-Antoine
Codirecteur:
Codirecteur
Mahjoub, Mohamed Ali
Programme: Doctorat en génie > Génie
Date de dépôt: 13 déc. 2019 21:17
Dernière modification: 17 févr. 2020 17:07
URI: https://espace.etsmtl.ca/id/eprint/2420

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