ARCM - 2018 Vers le Closed-loop manufacturing - Domaine Ingénierie et Architecture

Domaine Ingénierie et Architecture

                            ARCM - 2018
                                 11.07.18

            Vers le Closed-loop manufacturing

Pr. Claude Jeannerat
He-Arc Ingénierie

Canevas de la réunion
• Présentation des travaux en cours (labo Micro5)
-   TB de M. Thibaut Nicoulin (Recherche automatique des conditions de
    coupe optimales pour un couple outil/matière défini et détection
    automatique des bavures générées par l’usinage)

-   Traitement du signal dans le contexte «prise de référence en Z»

• Eco Concept Micro5 (rappel)

• Siams 2018 (scénario et potentiel)

• Le projet (découpage en WP)
-   Qualifier scientifiquement les premières conclusions et documenter les
    tests
-   Expérimenter de nouveaux scénarios de monitoring «intelligent»
-   Chercher les limites d’exploitabilité et identifier les freins au
    déploiement
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Eco Concept Micro5
Une vraie «Smart Machine»

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Siams 2018
• Ce que nous avons imaginé
-   Réaliser un contact outil/matière en direct avec la broche à sa vitesse
    de travail (Programme CNC – traitement du signal – retour à la CNC)
-   Qualifier la précision de répétabilité du scénario
-   Montrer le lien direct entre l’usure d’outil et le courant consommé
-   Montrer le potentiel de l’IA dans l’interprétation du signal corrélé avec
    d’autres facteurs influents

                                                    Répétabilité de +/- 2µm en Z
• Les détails du scénario                          avec fraise 3 tailles Ø 2.6 dans
-   Contact outil/matière en Z                               l’inox 316L
-   Usinage de la pièce test avec alternance de prises de référence, de
    changements d’outils avec longueur inconnue et réalisation d’une
    sphère avec 2 outils

                            Surface obtenue sans
                           raccordement connexe
                              Ra mesuré: 80nm
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Siams 2018
• Notre ambition basée sur le potentiel de l’idée

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• Architecture Hardware et traitement du signal

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Siams 2018

• Architecture Hardware et traitement du signal

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Siams 2018

• Architecture Hardware et traitement du signal

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Siams 2018

• Du potentiel aux 1ères validations

-   Nous avons démontré que pour une machine conçue au plus proche du
    besoin en terme taille/puissance, le courant mesuré à la broche est
    significatif et exploitable de manière simple et fiable.

-   Monitoré dans un contexte déterminé, il devient significatif de
    fonctionnalités permettant d’automatiser directement plusieurs
    procédures aujourd’hui basées sur un appareillage couteux et difficile à
    intégrer, des algorithmes complexes et des procédures semi-
    automatisées basées sur des plans d’expérience (statistique).

-   La fiabilité et la qualité des données récoltées est un atout important
    permettant l’implémentation des outils de l’IA avec un taux de réussite
    maximisé.

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Closed-loop manufacturing - notre vision

                               Lien bidirectionnel CNC – base
                                       de données PC

                                  Surveillance numérique de
                               l’interaction entre l’outils et la
                                pièce (procédurale, qualitatif,
                                   quantitatif et modes de
                                          défaillance)

                                 Interprétation, décision,
                                   intervention dans le
                               programme d’exécution de la
                                          pièce

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Le projet imaginé

• WP1: Expérimentation COM multi-outils/matière-forme/conditions en XYZ

   Objectifs
-   Monitoring sur les axes X, Y, Z et affinage S
-   Choix des outils de référence ( profil et dia)
-   Choix des stratégies de contact
-   Choix des matières
-   Plans d’expérience
-   Développement d’un interface utilisateur (HMI dédié)

   Livrables
-   Rapport scientifique qualifiant
-   Répétabilités obtenues
-   Programmes d’exécution

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Le projet imaginé

• WP1: Expérimentation COM multi-outils/matière-forme/conditions en XYZ

 Objectifs
- Monitoring sur B + C

 Livrables
- Souhaits des industriels
- 1er rendu au bout de 3 mois, kick off possible à partir de début septembre

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Le projet imaginé

• WP2: Expérimentation avec d’autres procédés (plus exploratoire)
 Objectifs
- Modification machine pour passage sur architecture tournage et
  rectification
- Choix des outils de référence ( profil et dia)
- Choix des stratégies de contact
- Choix des matières
- Plans d’expérience

   Livrables
-   Rapport scientifique qualifiant
-   Répétabilités obtenues
-   Programmes d’exécution

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Le projet imaginé

• WP2: Expérimentation avec d’autres procédés
 Objectifs
- ??? (vœux émis)

 Livrables
- Souhaits des industriels

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Le projet imaginé

• WP3: Recherche automatique des conditions de coupe optimales
 Objectifs
- Automatisation de la recherche des conditions de coupe optimales pour
  un couple outil/matière sélectionné
- Développement de la méthodologie générale (application des outils)
- Développement des utilitaires en fonction des paramètres d’optimisation
  choisis (énergie – état de surface – durée de vie – temps d’usinage –
  coûts – etc)
- Essais d’usinage

   Livrables
-   Rapport scientifique qualifiant
-   Méthodologie
-   Programmes d’exécution

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Le projet imaginé

• WP3: Recherche automatique des conditions de coupe optimales
 Objectifs
- ??? (vœux émis)

 Livrables
- Souhaits des industriels

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Le projet imaginé

• WP4: Gestion automatique de la durée de vie de l’outil
   Objectifs
-   Gestion de données de masse
-   Monitoring continu sur le courant (évolution moyenne)
-   Définition de 4 stratégies d’usinage de base (features)
-   Développement d’une base de données de référence
-   Recherche des anomalies et évolutions pour en déduire des faits (usure
    basique – bris d’outils – usure anormale – recherche des bavures – lien
    avec l’état de surface – etc)
-   Essais d’usinage

   Livrables
-   Rapport scientifique qualifiant
-   Outils fonctionnels pour la gestion de données de masse
-   Méthode de recherche automatique des défauts
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Le projet imaginé

• WP4: Gestion automatique de la durée de vie de l’outil
 Objectifs
- ??? (vœux émis)

 Livrables
- Souhaits des industriels

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Le projet imaginé

• WP5: .... Se donner la possibilité d’explorer …
 Objectifs
- Archiver les découvertes à fort potentiel

 Livrables
- Rapport scientifique qualifiant les évolutions possibles et les nouvelles
  stratégies envisageables

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Domaine Ingénierie et Architecture

                                 Merci pour votre intérêt

                                               … et la suite ?

•   Haute Ecole Arc Ingénierie – HE-Arc Ingénierie
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