Contribution à l’évaluation de l’incertitude dimensionnelle durant une opération d’assemblage assisté par métrologie 3D

Bou Gebrayel, Jad (2023). Contribution à l’évaluation de l’incertitude dimensionnelle durant une opération d’assemblage assisté par métrologie 3D. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Le mémoire traite un processus d'assemblage assisté par métrologie 3D (C-Track + artefacts). Actuellement, l'assemblage assisté par métrologie 3D gagne en popularité dans l'industrie manufacturière, notamment dans l'industrie aéronautique et automobile. En effet, cette technologie offre une précision de mesure supérieure aux méthodes traditionnelles et permet un suivi en temps réel des opérations d'assemblage. Les systèmes de mesure sans contact, tels que la photogrammétrie et la numérisation laser, permettent de mesurer rapidement et avec une grande précision les composants à assembler. Les données de mesure peuvent ensuite être utilisées pour guider les opérateurs dans l'assemblage en temps réel, pour vérifier la conformité des pièces et pour identifier les défauts d'assemblage.

Le travail commence par une revue de l'état de l'art sur les différentes techniques de mesure et de prédiction pour un assemblage de pièces, le suivi de positionnement et d'inspection, l'outillage actif et l'assemblage en boucle fermée. L'étude se penche également sur les systèmes de mesure avec et sans contact, tels que la CMM, la photogrammétrie et l'iGPS, ainsi que sur la fusion de données et la réalité augmentée. Le chapitre 2 aborde également les incertitudes de mesure, la propagation de l'incertitude et l'incertitude étendue du système de mesure. Le chapitre 3 se concentre sur l'objectif du projet, qui est d'analyser les incertitudes de mesure propres à l'équipement de mesure C-Track 780 et de concevoir des artefacts pour mesurer la distance euclidienne entre deux points, l'équerrage, le parallélisme entre deux plans, la perpendicularité et le tolérancement. La méthodologie proposée utilise des distributions statistiques pour paramétrer les fonctions de mesure et compare les résultats avec les contraintes de tolérance. Les résultats montrent que l'utilisation de la métrologie 3D assistée par ordinateur est un outil puissant pour réduire les erreurs d'assemblage dans l'industrie. Le chapitre 4 traite de la validation et de l'analyse des résultats. Il présente la méthode de comparaison des intervalles de confiance pour évaluer la justesse des mesures, en utilisant l'Absolute Arm Hexagon/Romer comme système de référence. La comparaison des intervalles de confiance et l'analyse de la répétabilité et de la reproductibilité des instruments de mesure réalisée permettent de conclure que le système de mesure est précis. Les résultats sont ensuite comparés aux tolérances exigées par le constructeur de la bâtisse en bois, et la précision des mesures est confirmée pour toutes les fonctions de calcul examinées.

Titre traduit

Assembly assisted by 3D metrology

Résumé traduit

The thesis deals with a process of 3D metrology-assisted assembly (C-Track + artifacts). 3D metrology-assisted assembly is gaining popularity in the manufacturing industry, especially in the aerospace and automotive industries. Indeed, this technology offers a higher measurement accuracy than traditional methods and allows real-time monitoring of assembly operations. Contactless measurement systems, such as photogrammetry and laser scanning, allow components to be measured quickly and accurately. The measurement data can then be used to guide operators in real-time assembly, verify part compliance, and identify assembly defects. 3D metrology-assisted assembly systems also have improved quality and reduced costs associated with assembly errors.

The work begins with a review of state of the art in various measurement and prediction techniques for part assembly, positioning and inspection, active tooling, and closed-loop assembly. The study also examines contact and non-contact measurement systems, such as CMM, photogrammetry, and iGPS, as well as data fusion and augmented reality. Chapter 2 also discusses measurement uncertainties, uncertainty propagation, and the extended uncertainty of the measurement system. Chapter 3 focuses on the project's objective: to analyze the measurement uncertainties specific to the C-Track 780 measurement equipment and design artifacts to measure Euclidean distance between two points, squareness, the parallelism between two planes, perpendicularity, and tolerance. The proposed methodology uses statistical distributions to parameterize measurement functions and compares the results with tolerance constraints. The results show that computer-assisted 3D metrology is a powerful tool for reducing assembly errors in the industry. Chapter 4 deals with the validation and analysis of results. It compares confidence intervals to assess measurement accuracy, using the Absolute Arm Hexagon/Romer as the reference system. Comparing confidence intervals and analyzing the repeatability and reproducibility of the measuring instruments allows us to conclude that the measurement system is accurate. The results are then compared to the tolerances required by the wooden building manufacturer, and the accuracy of the measurements is confirmed for all the calculated functions examined.

Type de document:	Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires:	"Mémoire présenté à l’École de technologie supérieure comme exigence partielle à l’obtention de la maitrise avec mémoire en génie mécanique". Comprend des références bibliographiques (pages 141-144).
Mots-clés libres:	industrie 4.0, assemblage assisté par la métrologie, incertitudes de mesure, système de mesure, caractéristiques clés, répétabilité, reproductibilité
Directeur de mémoire/thèse:	Directeur de mémoire/thèse Tahan, Souheil-Antoine
Programme:	Maîtrise en ingénierie > Génie mécanique
Date de dépôt:	07 sept. 2023 18:48
Dernière modification:	07 sept. 2023 18:48
URI:	https://espace.etsmtl.ca/id/eprint/3273

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