Titre : Procédé de surveillance d'un processus de vissage ou de perçage par parti tionnement

1. Domaine de l'invention

Le domaine de l’invention est celui du suivi de la qualité d’opérations réalisées en production industrielle, comme par exemple d’opérations de vissage ou de perçage.

2. Art antérieur

Dans de nombreux domaines industriels, des lignes d’assemblage sont mises en œuvre pour produire des produits notamment en moyenne et grande série. Ceci est par exemple le cas du domaine de la production automobile, de celui de l’électroménager ou autre...

Sur les lignes d’assemblage, des visseuses asservies, munies de capteurs et reliées à un contrôleur, sont majoritairement utilisées pour réaliser le vissage d’assemblages de pièces techniques. Ces visseuses collectent et transmettent une très grande quantité d’informations liées aux résultats des vissages effectués. Ces données peuvent être utilisées pour analyser de manière statistique l’évolution et la qualité des vissages. Plusieurs milliers de vissages peuvent être réalisés chaque jour sur une ligne.

Les services maintenance et qualité des entreprises analysent ces données à posteriori pour estimer un niveau de qualité général de l’assemblage ainsi que pour déceler de manière statistique des tendances sur l’évolution du procédé de vissage et éventuellement identifier des problèmes de qualité non détectés sur le poste, qui pourraient être liés à la visseuse, à l’assemblage, à l’opérateur ou à l’environnement.

Une ligne d’assemblage d’automobile comporte des dizaines de postes d'assemblage. Un ou plusieurs types de vissage sont réalisés à chaque poste, et chaque type de vissage a une ou plusieurs occurrences par véhicule à produire. Une ou plusieurs visseuses sont utilisées par un opérateur sur chacun des postes. L’opérateur visse tous les écrous de son poste, les visseuses collectent les résultats de vissage et ces derniers sont enregistrés sur une base de données.

Selon une fréquence prédéterminée, par exemple mensuelle, les services qualité ou maintenance récupèrent l’ensemble des résultats de vissages effectués sur une période et en fait l'analyse pour déceler des problèmes éventuels.

Il existe plusieurs types de stratégies de vissage : les vissages dits au couple : une opération de vissage de ce type est réalisée jusqu’à atteindre un couple de vissage objectif ; à l'issue du vissage, le couple de vissage doit être compris dans un intervalle de tolérance prédéfini par des valeurs minimum et maximum de couple, et l’angle de vissage atteint doit en plus se situer dans un intervalle prédéfini par des valeurs minimum et maximum d’angle ; les vissages dits à l’angle : une opération de vissage de ce type est réalisée jusqu’à atteindre un angle de vissage objectif ; à l’issue du vissage, l’angle de vissage doit être compris dans un intervalle de tolérance prédéfini par des valeurs minimum et maximum d’angle, et le couple de vissage atteint doit se situer dans un intervalle prédéfini par des valeurs minimum et maximum de couple.

L’angle est compté à partir d'un seuil de comptage angulaire qui est un niveau de couple atteint lors de la montée en couple.

L'intérêt d’un vissage à l’angle est d’avoir une meilleure régularité de la force installée dans le corps de vis que la stratégie consistant à applique un objectif de couple. En effet, le fait de serrer à l’angle permet de contrôler de façon directe la valeur d’élongation de la vis et donc la force installée dans la vis. A contrario, la relation entre couple et force installée dans la vis fait intervenir les frottements dans le filetage qui peuvent être variable d’une vis à la suivante et donc introduire une plus grande variabilité dans la force installée.

On appelle aussi stratégie de vissage l’ensemble des paramètres que doit suivre le comportement du système de vissage durant le vissage. Cela comprend les fréquences de rotation du prévissage (phase initiale d’un vissage réalisé à vitesse rapide le plus souvent jusqu’à ce que la tête de la vis accoste l’assemblage) et du vissage (finalisation du vissage jusqu’à atteindre le couple ou l’angle objectif), les valeurs de couple ou d’angle objectifs, les tolérances associées, le seuil de comptage angulaire etc.

Un résultat d’une opération de vissage est généralement un couplet de données comprenant les valeurs maximums de couple et d’angle atteintes durant la montée en couple. Ces valeurs sont supposées se situer à l’intérieur d’un intervalle de tolérances. Leur dispersion peut être évaluée sur plusieurs vissages pour déterminer la précision du moyen de vissage.

Ces valeurs peuvent être assimilées à un couplet par vissage. Il est ainsi possible de faire une représentation graphique de ces couplets par des points sur un graphe dont les axes représentent le couple et l’angle. La figure 1 illustre une telle représentation.

Les processus d’assemblage industriel étant par nature stables, les points représentant une succession des vissages d’un même poste d’assemblage doivent être groupés en une loi normale à deux dimensions, comme celle illustrée à la figure 2, l'une des dimensions étant le couple maximum et l’autre étant l’angle maximum de vissage.

Plus la dispersion de ces points est resserrée, plus le processus de fabrication est régulier et maîtrisé. A contrario, si ces points sont répartis en plusieurs groupes cela peut traduire un processus anormal dont la cause peut être une dérive dans les caractéristiques de vis ou des pièces assemblées ou encore une dégradation du moyen de vissage ou de perçage.

Le contrôle de cette dispersion peut être réalisé par le technicien méthode au cas par cas. Pour cela, des représentations graphiques sont affichées, pour chaque type de vissages, à l’attention du technicien de contrôle. Un exemple de représentation est illustré à la figure 1 sur laquelle sont représentés les couplets de résultats d’une pluralité d'opérations de vissage d’un même type. En visionnant une telle représentation, le technicien peut savoir si des résultats de vissage, représentés chacun par un point, se situent en dehors des plages de tolérances de couple et d’angle de vissage. Il peut aussi détecter si les résultats sont uniformes ou bien s’ils sont dispersés dans plusieurs groupes. Ceci lui permet d’avoir des informations sur la qualité des opérations de vissages réalisées.

Toutefois, il existe un grand nombre de types d’opération de vissage différentes, et chaque type d'opérations de vissage est réalisé sur plusieurs poste de travail et sur plusieurs lignes. Par conséquent, le technicien doit analyser les résultats ligne par ligne, poste par poste, et type de vissage par type de vissage.

L'analyse réalisée par les services qualité ou maintenance est longue et fastidieuse. Cela implique de passer un temps important dans l’analyse des données ce qui est également coûteux.

En outre, la détection du problème est visuelle (graphique) et sujette à des erreurs d’appréciation du technicien oeuvrant à leur analyse.

Il peut aussi arriver que les plages de tolérance de couple ou d’angle soient programmées d’une façon anormalement large. Si tel est le cas, les moyens de contrôle de l’outil ne sont plus aptes à détecter si un résultat d’opération de vissage ou perçage est conforme aux exigences de qualité ou pas.

Il existe donc un besoin d’améliorer les techniques de suivi des processus de vissage.

3. Objectifs de l’invention

L’invention a notamment pour objectif d’apporter une solution efficace à au moins certains de ces différents problèmes. En particulier, selon au moins un mode de réalisation, un objectif de l'invention est de fournir une technique de suivi d’un processus de vissage ou de perçage, qui facilite de travail du technicien en charge de vérifier la qualité des résultats d’opération.

Notamment, l’invention a pour objectif, selon au moins un mode de réalisation, de fournir une telle technique qui permette à un technicien de contrôler simplement, efficacement et rapidement un nombre important de résultats d'opération.

Un autre objectif de l’invention est, selon au moins un mode de réalisation, de fournir une telle technique qui puisse détecter de manière automatique une anomalie dans des résultats d’opérations.

Un autre objectif de l’invention est, selon au moins un mode de réalisation, de fournir une telle technique qui soit simple et/ efficace et/ou fiable et ou économique.

4. Présentation de l’invention

Pour ceci, l’invention propose un procédé de surveillance d’un processus de vissage ou de perçage comprenant la réalisation de plusieurs opérations de vissage ou de perçage successives suivant une stratégie prédéterminée, ledit procédé comprenant : une étape de recueil des résultats d'une pluralité desdites opérations de vissage ou de perçage ; une étape de regroupement desdits résultats en groupes ; une étape de comptage du nombre de groupes identifiés dans ladite étape de regroupement; une étape d’émission d’un premier type d’alerte lorsque le nombre de groupes identifiés est égale à au moins 2.

Ainsi, selon cet aspect, l’invention consiste à récupérer une pluralité de résultats d’un type d’opération puis à les regrouper de manière automatique (« clusterization » en langue anglaise) de façon à répartir en groupes ces résultats. Lorsque le nombre de groupes de résultats est réparti dans au moins deux groupes, une alerte est émise à l’attention du technicien oeuvrant au contrôle qualité.

Ainsi, le technicien, plutôt que de contrôler les résultats un à un, est informé de manière automatique d’une dérive dans les résultats des opérations dont il assure le contrôle.

Le technicien peut ainsi réaliser le contrôle de manière rapide, efficace, sure et dans un temps relativement court.

Selon une caractéristique possible, lesdits résultats comprennent pour chaque opération au moins une donnée. Selon une caractéristique possible, lesdites opérations sont des opérations de vissage, ladite au moins une donnée comprenant une valeur de couple de vissage ou une valeur d’angle de vissage.

Un couple de vissage peut par exemple être mesuré au moyen d’un pont de jauges de contraintes ou en mesurant l’intensité consommée par le moteur d’entrainement en rotation de l'outil. Ainsi, une valeur de couple peut par exemple être l’intensité mesurée au niveau du pont de jauges de contraintes ou au niveau du moteur. Plus généralement, une valeur de couple ou une valeur d’angle peuvent être toute information représentative d’un couple ou d’un angle.

Selon une caractéristique possible, lesdites opérations sont des opérations de perçage, ladite au moins une donnée appartenant au groupe comprenant : une valeur de couple selon l'axe de l’outil de coupe mis en oeuvre pour réaliser l’opération, une valeur de profondeur de perçage, une valeur de poussée axiale selon l’axe de l’outil de coupe mis en oeuvre pour réaliser l’opération.

Selon une caractéristique possible, lesdits résultats comprennent pour chaque opération au moins un couplet de données.

Selon une caractéristique possible, lesdites opérations sont des opérations de vissage, ledit au moins un couplet comprenant une valeur de couple de vissage et une valeur d’angle de vissage.

Selon une caractéristique possible, lesdites opérations sont des opérations de perçage, ledit au moins un couplet comprenant : une valeur de couple selon l’axe de l'outil de coupe mis en oeuvre pour réaliser l’opération, et une valeur de profondeur de perçage, ou une valeur de poussée axiale selon l’axe de l’outil de coupe mis en oeuvre pour réaliser l’opération, et une valeur de profondeur de perçage.

Selon une caractéristique possible, chacun desdits résultats d’opération ou chacun desdits couplets sont associés à une information représentative de l’instant auquel les données dudit couplet sont enregistrées. Selon une caractéristique possible, un procédé selon l’invention comprenant une étape de génération d’un deuxième type d’alerte lorsqu’au moins un desdits au moins 2 groupes comprend des couplets concentrés sur une période inférieure à un pourcentage prédéterminé de la durée totale d’enregistrement des résultats pris en considération pour réaliser ladite étape de regroupement.

Selon une caractéristique possible, un procédé selon l’invention comprend : une étape de détermination du temps écoulé entre le premier résultat et le dernier résultat pris en considération pour réaliser ladite étape de regroupement; une étape de détermination du temps écoulé entre le premier résultat et le dernier résultat de chacun desdits groupes identifiés ; une étape de détermination du rapport entre le temps écoulé entre le premier résultat et le dernier résultat de chacun desdits groupes identifiés et le temps écoulé entre le premier résultat et le dernier résultat pris en considération pour réaliser ladite étape de regroupement; une étape d’émission dudit deuxième type d’alerte lorsque ledit rapport d’un desdits groupes est inférieure à un seuil prédéterminé.

Selon une caractéristique possible, un procédé selon l'invention comprend une étape d’affichage d’une frise chronologique illustrant l’apparition dans le temps de chacun desdits résultats pris en considération pour réaliser ladite étape de regroupement, les résultats appartenant à différents groupes étant représentés différemment.

Selon une caractéristique possible, un procédé selon l'invention comprend plusieurs étapes de recueil et de regroupement, lesdites étapes de recueil et de regroupement étant mises en oeuvre successivement suivant une fréquence prédéterminée.

Selon une caractéristique possible, chaque étape de regroupement est réalisée en tenant compte de l’ensemble des résultats d’opération.

Selon une caractéristique possible, chaque étape de regroupement est réalisée en tenant compte des résultats d’opération enregistrés depuis le regroupement précédent. L’invention concerne également un dispositif de surveillance d’un processus de vissage ou de perçage comprenant la réalisation de plusieurs opérations de vissage ou de perçage successives suivant une stratégie prédéterminée, ledit dispositif comprenant : des moyens de recueil des résultats d’une pluralité desdites opérations de vissage ou de perçage ; des moyens de regroupement desdits résultats en groupes ; des moyens de comptage du nombre de groupes identifiés dans ladite étape de regroupement; des moyens d’émission d’un premier type d’alerte lorsque le nombre de groupes identifiés est égale à au moins 2.

Selon une caractéristique possible, lesdits résultats comprennent pour chaque opération au moins une donnée.

Selon une caractéristique possible, lesdites opérations sont des opérations de vissage, ladite au moins une donnée comprenant une valeur de couple de vissage ou une valeur d’angle de vissage.

Selon une caractéristique possible, lesdites opérations sont des opérations de perçage, ladite au moins une donnée appartenant au groupe comprenant : une valeur de couple selon l'axe de l’outil de coupe mis en oeuvre pour réaliser l’opération, une valeur de profondeur de perçage, une valeur de poussée axiale selon l’axe de l’outil de coupe mis en oeuvre pour réaliser l’opération.

Selon une caractéristique possible, lesdits résultats comprennent pour chaque opération au moins un couplet de données.

Selon une caractéristique possible, lesdites opérations sont des opérations de vissage, ledit au moins un couplet comprenant une valeur de couple de vissage et une valeur d’angle de vissage.

Selon une caractéristique possible, lesdites opérations sont des opérations de perçage, ledit au moins un couplet comprenant : une valeur de couple selon l’axe de l'outil de coupe mis en oeuvre pour réaliser l’opération, et une valeur de profondeur de perçage, ou une valeur de poussée axiale selon l’axe de l’outil de coupe mis en oeuvre pour réaliser l’opération, et une valeur de profondeur de perçage.

Selon une caractéristique possible, chacun desdits résultats d’opération ou chacun desdits couplets sont associés à une information représentative de l’instant auquel les données dudit couplet sont enregistrées.

Selon une caractéristique possible, un dispositif selon l’invention comprend des moyens de génération d’un deuxième type d’alerte lorsqu’au moins un desdits au moins 2 groupes comprend des couplets concentrés sur une période inférieure à un pourcentage prédéterminé de la durée totale d’enregistrement des résultats pris en considération par lesdits moyens de regroupement.

Selon une caractéristique possible, un dispositif selon l'invention comprend : des moyens de détermination du temps écoulé entre le premier résultat et le dernier résultat pris en considération pour réaliser ladite étape de regroupement; des moyens de détermination du temps écoulé entre le premier résultat et le dernier résultat de chacun desdits groupes identifiés ; des moyens de détermination du rapport entre le temps écoulé entre le premier résultat et le dernier résultat de chacun desdits groupes identifiés et le temps écoulé entre le premier résultat et le dernier résultat pris en considération pour réaliser ladite étape de regroupement; des moyens d’émission dudit deuxième type d’alerte lorsque ledit rapport d’un desdits groupes est inférieure à un seuil prédéterminé.

Selon une caractéristique possible, un dispositif selon l’invention comprend des moyens d’affichage d’une frise chronologique illustrant l’apparition dans le temps de chacun desdits résultats pris en considération par lesdits moyens de regroupement, les résultats appartenant à différents groupes étant représentés différemment.

Selon une caractéristique possible, lesdits moyens de recueil et de regroupement sont aptes à mettre en oeuvre des étapes de recueil et de regroupement successivement suivant une fréquence prédéterminée. Selon une caractéristique possible, lesdits moyens de regroupement tiennent compte de l’ensemble des résultats d’opération pour réaliser chaque regroupement.

Selon une caractéristique possible, chaque regroupement est réalisée par lesdits moyens de regroupement en tenant compte des résultats d’opération enregistrés depuis le regroupement précédent.

L’invention concerne également un produit programme d'ordinateur, comprenant des instructions de code de programme pour la mise en oeuvre d’un procédé selon l’une quelconque des variantes ci-dessus, lorsque ledit programme est exécuté sur un ordinateur.

L'invention concerne également un médium de stockage lisible par ordinateur et non transitoire, stockant un produit programme d’ordinateur selon l’invention.

5. Description des figures

D’autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante de modes de réalisation particuliers, donnée à titre de simple exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels :

[Fig 1] la figure 1 illustre un exemple de représentation visuelle de répartition en groupes de résultats d’opérations ;

[Fig 2] la figure 2 illustre un exemple de représentation suivant une loi normale à deux dimensions de résultats d vissage ;

[Fig 3] la figure 3 illustre une frise chronologique d’affichage de résultats d’opérations ;

[Fig 4] la figure 4 illustre un exemple de procédé selon l’invention ;

[Fig 5] la figure 5 illustre un exemple de dispositif selon l’invention

[Fig 6] la figure 6 illustre le regroupement de résultats d'opérations réalisées avec un défaut de programmation où la tolérance minimum du couple a été fixée par erreur à 0 ; [Fig 7] la figure 7 illustre le regroupement de résultats d’opérations réalisées avec un défaut de programmation où la tolérance sur l'angle est trop large et donc non discriminante, et où le seuil de comptage angulaire est probablement trop bas ;

[Fig 8] la figure 8 illustre des courbes enregistrées au cours d’opération de vissage ainsi qu’une borne de seuil de comptage d’angle ;

[Fig 9] la figure 9 illustre le regroupement de résultats d’opérations réalisées avec un défaut de programmation où la tolérance sur l’angle trop large et non discriminante.

6. Description de modes de réalisation particuliers 6.1. Procédé de surveillance

L'invention concerne un procédé de surveillance d’un processus de vissage ou de perçage. Un processus de vissage ou de perçage comprend classiquement la réalisation d’une pluralité d’opérations successives de vissage ou de perçage suivant une stratégie prédéterminée.

Une stratégie comprend les paramètres permettant de réaliser une opération donnée et d’en contrôler le résultat.

Pour une opération de vissage, la stratégie comprend par exemple : des paramètre de mouvement : fréquence de rotation prévissage fréquence de rotation vissage des seuils intermédiaires : couple de fin de prévissage seuil de comptage angulaire (valeur du couple de serrage à partir duquel on commence à mesurer l’angle de serrage) des objectifs de fin de vissage : atteinte d’un couple avec contrôle de l’angle ou atteinte d’un angle avec contrôle du couple ainsi que le cas échéant les intervalles de tolérances de ces paramètres notamment ceux pris en compte pour apprécier la qualité du vissage, comme par exemple le couple de vissage et/ ou angle de vissage.

Pour une opération de perçage, la stratégie comprend par exemple : paramètre de mouvement : fréquence de rotation du foret pour chaque matière traversée avance par tour de foret pour chaque matière traversée seuils intermédiaires : seuil de couple ou de poussée correspondant à : l’entrée ou sortie matière du foret le changement de matière objectif de fin de perçage : traversée de la paroi par : atteinte d’une valeur de profondeur détection d’une sortie matière. ainsi que le cas échéant les intervalles de tolérances de ces paramètres, notamment ceux pris en considération pour apprécier la qualité d’un perçage comme par exemple le couple et la poussée axiale le cas échéant couche par couche de matériaux.

Ces opérations réalisées suivant une stratégie prédéterminée sont répétées sur une ou plusieurs lignes de production comprenant un ou plusieurs postes de travail équipé chacun d’un dispositif de vissage ou de perçage comprenant une visseuse ou une perceuse et un contrôleur, pour produire une pluralité de produits, comme par exemple des automobiles, des avions, des produits électroménagers ou autre.

Il convient généralement de suivre la qualité des opérations réalisées outil par outil, poste par poste, ligne par ligne.

Pour cela, un processus selon l’invention peut être mis en oeuvre, tel que celui illustré à la figure 3.

Pour réaliser la surveillance d’un processus de vissage ou de perçage comprenant une pluralité d’opérations de vissage ou de perçage réalisées suivant une stratégie prédéterminée au moyen d’un outil de vissage ou de perçage donné sur un poste de travail donné situé sur une ligne de production donnée, le procédé comprend en premier lieu une étape 10 de recueil des résultats d’une pluralité d’opérations de vissage ou de perçage. Un résultat de vissage peut par exemple comprendre : un couple de vissage, ou un angle de vissage, ou un ou plusieurs couplets de données comprenant un angle de vissage et un couple de vissage.

Plusieurs couplets peuvent être recueillis pour une opération de vissage complexe comprenant plusieurs phases successives comme par exemple un prévissage suivi d’un vissage ou autre.

Un résultat de perçage peut par exemple comprendre un ou plusieurs couplets comprenant chacun : une valeur de couple selon l’axe de l’outil de coupe mis en oeuvre pour réaliser l’opération, et une valeur de profondeur de perçage, ou une valeur de poussée axiale selon l’axe de l’outil de coupe mis en oeuvre pour réaliser l’opération, et une valeur de profondeur de perçage.

Chaque résultat d’opération ou chaque couplet peut être associé à une information représentative de l'instant auquel les données qu’il comprend sont enregistrées.

Dans le cas d’un résultat d’opération comprenant plusieurs couplets, chaque couplet correspond à une partie particulière de l’opération de vissage ou de perçage. Chaque couplet doit donc faire l’objet d’une surveillance.

Le procédé comprend donc une étape 11 de regroupement en groupe(s) des résultats d’opération de vissage ou de perçage. Dans le cas où le résultat d’opération comprend plusieurs couplets, l’étape de regroupement est réalisée à partir de chaque couplet.

Dans ce mode de réalisation, l’étape de regroupement en mettant en oeuvre une méthode de regroupement de données appelée DEÎSCAN.

Le procédé de regroupement DBSCAN consiste à évaluer les proximités entre résultats et à considérer comme groupes distincts des zones de densité forte et séparées.

Plus précisément, DBSCAN calcule pour chaque résultat donné combien de résultats sont à une distance Euclidienne inférieurs à une valeur Epsilon prédéterminée de ce résultat donné. Si ce nombre est supérieur à une valeur prédéterminée minPts alors le procédé conclut que ledit résultat donné appartient à une zone de densité forte.

Le procédé de regroupement répète cette évaluation de résultat voisin en résultat voisin. Tant que la densité reste forte, le procédé de regroupement considère que les résultats examinés et leur résultats voisins appartiennent à la même zone de densité forte ou à un même groupe.

Lorsque le nombre de résultats voisin devient inférieur à minPts et que le résultat considéré n’est pas voisin d’un groupe précédemment identifié alors le procédé de regroupement considère qu’il s’agit d’un résultat isolé.

Lorsque le nombre de résultats voisin est supérieur à minPts mais que le résultat considéré n’est pas voisin d’un groupe précédemment identifié alors le procédé de regroupement considère qu'il s’agit d’un nouveau cluster.

Le procédé de regroupement requiert donc que soit renseigné les valeurs des deux paramètres prédéterminés Epsilon et minPts, ces valeurs font l’objet d’évaluation expérimentales.

Les étapes de recueil des résultats d’opérations puis de regroupement sont par exemple mises en oeuvre selon une fréquence prédéterminée. Cette fréquence peut par exemple être temporelle et être réalisée après l’écoulement d’une durée prédéterminée de production. Cette fréquence peut par exemple être basée sur l’atteinte par le nombre de résultats d’opération d’un seuil prédéterminé. Dans une variante, chaque étape de regroupement est réalisée en tenant compte de l’ensemble des résultats d’opérations recueillis.

Dans une autre variante, chaque étape de regroupement est réalisée en tenant compte des résultats d’opérations enregistrés depuis le regroupement précédent.

Dans une variante, l’étape de regroupement pourrait être réalisée par la mise en oeuvre d'une autre méthode de regroupement de données comme par exemple K-moyenne.

A l’issue de l’étape de regroupement, les résultats d’opérations pris en considérations sont répartis en un ou plusieurs groupes de résultats (clusters).

Le procédé comprend une étape 12 de comptage du nombre de groupes identifiés dans l’étape de regroupement.

Le procédé comprend également une étape 13 d’émission d’un premier type d’alerte lorsque le nombre de groupes identifiés est égale à au moins 2.

Dans une variante, le procédé peut comprendre une étape 14 de génération d’un deuxième type d’alerte lorsqu’au moins un desdits au moins 2 groupes comprend des couplets concentrés sur une période inférieure à un pourcentage prédéterminé de la durée totale d’enregistrement des résultats pris en considération pour réaliser l’étape de regroupement. Ceci permet d’indiquer au technicien qu’une dérive rapide du processus a lieu, ou qu’un évènement particulier a pu affecter le processus de production et qu'il convient le cas échéant d’en déterminer la cause et le corriger.

Le regroupement par groupe chronologique permet de mettre en évidence des tendances : si un vissage est effectué avec un objectif de couple et que le coefficient de frottement de la vis est devenu plus fort alors, l’angle atteint par la vis à la fin du vissage sera plus faible ; si un vissage est effectué avec un objectif d’angle et que le coefficient de frottement de la vis est devenu plus fort alors, le couple atteint en fin de vissage sera plus fort.

Dans ce cas, le procédé comprend : une étape de détermination du temps écoulé entre le premier résultat et le dernier résultat pris en considération pour réaliser l’étape de regroupement; une étape de détermination du temps écoulé entre le premier résultat et le dernier résultat de chacun des groupes identifiés ; une étape de détermination du rapport entre le temps écoulé entre le premier résultat et le dernier résultat de chacun des groupes identifiés et le temps écoulé entre le premier résultat et le dernier résultat pris en considération pour réaliser l’étape de regroupement; une étape d’émission du deuxième type d’alerte lorsque le rapport d’un des groupes est inférieur à un seuil prédéterminé.

La ou les alertes peuvent peut être visuelles et/ou sonores et permettent d’indiquer au technicien assurant le contrôle que les résultats des opérations surveillées connaissent une dérive.

Dans le cas de la surveillance d’opérations de vissage dont les résultats comprennent chacun un couplet angle de vissage/couple de vissage, l'affichage peut être une représentation des couplets dans un repère orthonormé dont l’axe des abscisses est l’angle de vissage et l’axe des ordonnées est le couple de vissage tel que celui représenté à la figure 1. Sur ce repère, les différents groupes de résultats mis en évidence par l’étape de regroupement seront visible en étant dissociés les uns des autres, l’apparition d’au moins deux groupe indiquant une dérive dans le processus de vissage. Les intervalles de tolérances de couple et d’angle pourront également être représentés pour permettre au technicien de savoir si les résultats, indépendamment d’une éventuelle dérive, sont conformes ou non.

L’alerte peut également correspondre à l’affichage d’une frise chronologique illustrant l’apparition dans le temps de chacun desdits résultats pris en considération pour réaliser l'étape de regroupement, les résultats appartenant à différents groupes étant représentés différemment. La figure 4 illustre une telle frise chronologique.

Lorsque le technicien méthode est amené à réaliser une modification de la stratégie de l’opération sous surveillance, il peut choisir de n’appliquer le procédé de surveillance que sur les résultats obtenus après modification de ladite stratégie.

Ceci peut permettre de faciliter la comparaison des groupes avant et après modification de la stratégie.

On présente ci-après, en relation avec les figures 6, 7, 8 et 9 trois exemples de résultats d’opérations regroupant deux clusters. La figure 6 illustre le regroupement de résultats d’opérations réalisées avec un défaut de programmation où la tolérance minimum du couple a été fixée par erreur à 0. Une telle erreur de programmation empêcherait les moyens de contrôle usuels de l’outil de détecter une dérive du processus. Toutefois, la détection de plusieurs clusters permet d’alerter l’utilisateur quant à une anomalie de processus.

Plus précisément, la figure 6 correspond aux résultats obtenus pour la mise en oeuvre d'une stratégie de vissage au couple avec contrôle de l’angle de serrage. En d’autres termes, il est souhaité d’atteindre à l’issue d’une opération de vissage un couple objectif situé dans un intervalle de tolérances, et l’angle de vissage doit se trouver un intervalle de tolérances. Dans cet exemple, le couple de vissage objectif est fixé à 50 N.m. avec des valeurs de couple mini et maxi respectivement fixées à 0 N.m. et 60 N.m. Les bornes l’intervalle de tolérances de l’angle de vissage sont égales à 0° et 720°. La tolérance sur l’angle est anormalement large, l’utilisateur s’est contenté de plafonner l’angle à une valeur max de 720°. De même pour le couple, l’utilisateur a programmé un maximum de 60 N.m pour un couple objectif de 50 N.m., mais il a laissé la tolérance mini à 0.

On observe que les résultats d’opérations sont regroupés en deux clusters, quelques résultats n’appartenant à aucun des deux clusters. On note que : le cluster le plus populeux (21019 résultats d’opération) avec un niveau de couple moyen de vissage de 2 N.m et un angle de vissage moyen de l’ordre de 200 le cluster le moins populeux (52 résultats d’opération) avec un niveau de couple de vissage moyen de 25 N.m et un angle de vissage moyen de l’ordre de 100°. Le niveau de couple de vissage atteint pour ces deux clusters est très éloigné du couple objectif pour une raison qui n’est pas ici identifiée.

L’opérateur peut en déduire l’existence d’un défaut de programmation et le résoudre après vérification des paramètres de vissage.

La présence de deux clusters peut ici permettre d’obtenir une alerte sur le défaut de programmation. La figure 7 correspond aux résultats obtenus pour la mise en œuvre d’une stratégie de vissage au couple avec contrôle de l’angle de serrage. En d’autres termes, il est souhaité d’atteindre à l’issue d’une opération de vissage un couple objectif situé dans un intervalle de tolérances, et l’angle de vissage doit se trouver un intervalle de tolérances. Dans cet exemple, le couple de vissage objectif est fixé à 2 N.m. avec des valeurs de couple mini et maxi respectivement fixées à 1 ,5 N.m. et 2,5 N.m. Les bornes l'intervalle de tolérances de l’angle de vissage sont égales à 10° et 9999°. La tolérance sur l’angle est anormalement large (en fait l’utilisateur a laissé la valeur par défaut sur la tolérance maxi d’angle).

La figures 8 illustre deux courbes de vissage enregistrées au cours de la réalisation de deux opérations de vissage. Ces courbes expriment la variation de couple de serrage en fonction de l’angle de serrage. Le seuil de comptage angulaire est représenté sur ce graphique. Le seuil de comptage angulaire est le niveau de couple de serrage à partir duquel l’angle commence à être mesuré. On observe classiquement sur chaque courbe un plateau initial de couple correspondant au couple de prévissage jusqu’à ce que la tête de la vis accoste l’élément à serrer, puis une montée en couple jusqu’à l’atteinte du couple de serrage final. On note que pour l’une des courbes, le couple de vissage au cours de la phase de prévissage est inférieur au seuil de comptage d’angle alors que pour l’autre courbe, ce couple est supérieur au seuil de comptage d’angle.

On observe que les résultats d’opérations sont regroupés en deux clusters, quelques résultats n’appartenant à aucun des deux clusters. On note que : le cluster le plus populeux (1373 résultats d’opération) avec un angle moyen de l’ordre de 200° : pour ces résultats, le seuil de comptage d’angle a dû être atteint au pied de la montée en couple, comme illustré sur l’une des courbes de la figure 8. le cluster le moins populeux (14 résultats d’opération) avec un angle moyen de 800° : pour ces résultats, le couple de prévissage doit être supérieur au seuil de comptage d’angle par exemple du fait d’une vis auto-taraudeuse et le seuil de comptage a dû être atteint dès le début du prévissage, comme illustré sur l’une des courbes de la figure 8. L’opérateur peut en déduire, après analyse des paramètres de la stratégie de vissage, l’existence d’un défaut de programmation qui est double : une tolérance sur l’angle de vissage trop large et donc non discriminante ; la probable programmation d’un seuil de comptage angulaire trop bas avec une vis dont le couple de prévissage peut varier d’une vis à l’autre et parfois excéder le seuil de comptage ceci conduisant à ce que l’angle mesuré ne caractérise plus seulement la montée en couple mais prend en compte également l’angle de prévissage ce qui n’est pas nécessairement recherché.

La présence de 2 clusters permet d’obtenir une alerte sur le défaut de programmation. La figure 9 correspond aux résultats obtenus pour la mise en oeuvre d’une stratégie de vissage au couple avec contrôle de l’angle de serrage. En d’autres termes, il est souhaité d’atteindre à l’issue d’une opération de vissage un couple objectif situé dans un intervalle de tolérances, et l’angle de vissage doit se trouver un intervalle de tolérances. Dans cet exemple, le couple de vissage objectif est fixé à 4 N.m. avec des valeurs de couple mini et maxi respectivement fixées à 3,6 N.m. et 4,4 N.m. Les bornes l’intervalle de tolérances de l’angle de vissage sont égales à 0° et 9999°. La tolérance sur l’angle est anormalement large (en fait l’utilisateur a laissé des valeurs par défaut). On observe que les résultats d’opérations sont regroupés en deux clusters, quelques résultats n’appartenant à aucun des deux clusters. On note que : le cluster le plus populeux (172 résultats d’opération) avec un angle de vissage moyen de l’ordre de 25° : pour ces résultats, le seuil de comptage d’angle a dû être atteint au pied de la montée en couple des courbes de vissage correspondantes et l’angle de vissage mesuré reflète sans doute bien l’angle de montée en couple mesuré à compter du début de la montée en couple de la phase de vissage. le cluster le moins populeux (26 résultats d’opération) avec un angle de vissage moyen de 11 ° : pour ces résultats, il est possible que cet angle faible s’explique par un mauvais engagement de la vis dans le filet, ceci conduisant à un grippage de la vis avant de la serrer, le couple de serrage ayant monté très rapidement avec un faible angle de vissage. L’opérateur peut en déduire l’existence d’un défaut de programmation relatif à une tolérance sur l’angle trop large et donc non discriminante.

La présence de 2 clusters permet ainsi d’obtenir une alerte sur le défaut de programmation.

6.2. Dispositif de surveillance

Un dispositif de vissage ou de perçage dont on souhaite surveiller les résultats d'opérations comprend classiquement un outil (une visseuse ou une perceuse) relié à un contrôleur.

L’outil comprend l’ensemble des capteurs permettant de mesurer les données composants les résultats d’opération.

L’outil et/ou son contrôleur peuvent être reliés à un serveur et/ou à une interface homme-machine, comme un PC.

Un dispositif de surveillance selon l’invention comprend l’ensemble des composants hardware et logiciels permettant de mettre en oeuvre les différentes étapes du procédé. Ces composants sont connus en soi et comprennent notamment les capteurs nécessaires à la mesure des paramètres composant les résultats d’opérations, un microprocesseur, une ou plusieurs mémoires contenant un programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour l'exécution d’un procédé selon l’invention l’exécution d’un procédé de surveillance selon l’invention. De tels composants sont connus et soi et non décrits plus en détail. Leurs fonctionnalités respectives sont décrites en relation avec la description du procédé de surveillance selon l’invention.

Un dispositif de surveillance selon l’invention, comprend notamment en référence à la figure 5 : des moyens fonctionnels 20 de recueil de résultats d’opérations ; des moyens fonctionnels 21 de regroupement en groupes des résultats d’opération ; des moyens fonctionnels 22 de comptage des groupes de résultats d’opérations ; des moyens fonctionnels 23 d’émission d’un premier type d’alerte lorsque le nombre de groupe est au moins égal à 2. Un tel dispositif peut également comprendre des moyens fonctionnels 24 de génération d’un deuxième type d’alerte lorsqu’au moins un desdits au moins 2 groupes comprend des couplets concentrés sur une période inférieure à un pourcentage prédéterminé de la durée totale d’enregistrement des résultats pris en considération pour réaliser l’étape de regroupement. Ceci permet d’indiquer au technicien qu’une dérive rapide du processus a lieu.