Converting an aeronautical CAD model in a CAM model : software prototype in the framework of the USIQUICK Project
Méthodologie de passage d'un modèle CAO vers un modèle FAO pour des pièces aéronautiques:Prototype logiciel dans le cadre du projet USIQUICK
Résumé
Automating the CAD/CAM process needs the conversion of the CAD (Computer-Aided Design) model into a CAM (Computer-Aided Manufacturing) model designed to support the tasks associated to manufacturing planning (process planning, fixture selection and tool path computation).
Our work, within the framework of the RNTL USIQUICK Project, is to propose a conversion methodology in order to obtain a CAM Model dedicated to 5axis aeronautical parts milling.
The first part of this document presents a state of the art of the different classical feature recognition methods. It underlines the fact that none of these methods is adapted to aeronautical parts. We then propose to design a specific CAM model directly based on the BRep CAD Model, in which are added information related to the different milling possibilities of the different faces. Every face of the model is then considered as an “elementary” manufacturing feature.
To obtain this specific CAM Model, we present in the following our conversion methodology, which is composed of a static view (data model) and a dynamic view (conversion process). The second part of this document presents the static view, i.e. the data model needed for the conversion process. It is obtained thanks to the VIM (Viewpoint Integration Modelling) methodology. The dynamic view, explained in the third part of this document, is composed of two major steps: the first one, called “enrichment”, adds some geometrical and technological data to the CAD model, and the second one, called “manufacturability analysis”, adds information related to milling processes that could be used to realize the part. It finally ends to the CAM Model composed of elementary features.
In a last part, we propose a software prototype developed for CATIAV5®, in order to validate our works. We then present some results of our software on several aeronautical parts.
Our work, within the framework of the RNTL USIQUICK Project, is to propose a conversion methodology in order to obtain a CAM Model dedicated to 5axis aeronautical parts milling.
The first part of this document presents a state of the art of the different classical feature recognition methods. It underlines the fact that none of these methods is adapted to aeronautical parts. We then propose to design a specific CAM model directly based on the BRep CAD Model, in which are added information related to the different milling possibilities of the different faces. Every face of the model is then considered as an “elementary” manufacturing feature.
To obtain this specific CAM Model, we present in the following our conversion methodology, which is composed of a static view (data model) and a dynamic view (conversion process). The second part of this document presents the static view, i.e. the data model needed for the conversion process. It is obtained thanks to the VIM (Viewpoint Integration Modelling) methodology. The dynamic view, explained in the third part of this document, is composed of two major steps: the first one, called “enrichment”, adds some geometrical and technological data to the CAD model, and the second one, called “manufacturability analysis”, adds information related to milling processes that could be used to realize the part. It finally ends to the CAM Model composed of elementary features.
In a last part, we propose a software prototype developed for CATIAV5®, in order to validate our works. We then present some results of our software on several aeronautical parts.
L'automatisation de la chaîne CFAO nécessite la « transformation » du modèle CAO (Conception Assistée par Ordinateur), issu de la conception, en un modèle FAO (Fabrication Assistée par Ordinateur), adapté aux tâches de préparation à la fabrication (détermination des posages, génération des gammes et calcul des trajectoires outils). Notre travail, réalisé dans le cadre du projet RNTL USIQUICK, a pour objectif de proposer une méthodologie de transformation permettant d'aboutir à un modèle FAO dédié à l'usinage 5axes de pièces aéronautiques.
En regard de cette problématique, la première partie de ce mémoire présente un état de l'art des différentes méthodes de transformation de modèles par reconnaissance d'entités et met en évidence l'inadéquation de celles-ci aux pièces aéronautiques. Nous proposons alors d'élaborer pour les tâches de préparation à la fabrication un modèle FAO s'appuyant directement sur le modèle CAO B-Rep, auquel sont ajoutées des informations relatives aux possibilités d'usinages des différentes faces le constituant. Chaque face enrichie du modèle est alors considérée comme une entité d'usinage dite « élémentaire ».
Pour aboutir à ce modèle FAO, nous proposons une méthodologie de transformation composée d'une vue statique (modèle de données) et d'une vue dynamique (processus de transformation). La deuxième partie du mémoire présente la vue statique. Elle s'appuie sur le modèle des données nécessaires au processus de transformation obtenu à l'aide de la méthodologie VIM (Viewpoint Integration Modelling). La vue dynamique, présentée dans la troisième partie, est constituée de deux étapes de traitements : la première dite étape « d'enrichissement » complète le modèle CAO par des attributs géométriques et technologiques, la seconde dite étape « d'analyse d'usinabilité » traite ce modèle enrichi afin d'adjoindre aux faces des informations d'usinage. Elle aboutit finalement au modèle FAO composé d'entités élémentaires.
Pour finir, nous validons, dans la dernière partie, les spécifications proposées par le développement et la mise en œuvre d'un démonstrateur sous CATIAV5®. Nous présentons les résultats obtenus sur quelques pièces aéronautiques.
En regard de cette problématique, la première partie de ce mémoire présente un état de l'art des différentes méthodes de transformation de modèles par reconnaissance d'entités et met en évidence l'inadéquation de celles-ci aux pièces aéronautiques. Nous proposons alors d'élaborer pour les tâches de préparation à la fabrication un modèle FAO s'appuyant directement sur le modèle CAO B-Rep, auquel sont ajoutées des informations relatives aux possibilités d'usinages des différentes faces le constituant. Chaque face enrichie du modèle est alors considérée comme une entité d'usinage dite « élémentaire ».
Pour aboutir à ce modèle FAO, nous proposons une méthodologie de transformation composée d'une vue statique (modèle de données) et d'une vue dynamique (processus de transformation). La deuxième partie du mémoire présente la vue statique. Elle s'appuie sur le modèle des données nécessaires au processus de transformation obtenu à l'aide de la méthodologie VIM (Viewpoint Integration Modelling). La vue dynamique, présentée dans la troisième partie, est constituée de deux étapes de traitements : la première dite étape « d'enrichissement » complète le modèle CAO par des attributs géométriques et technologiques, la seconde dite étape « d'analyse d'usinabilité » traite ce modèle enrichi afin d'adjoindre aux faces des informations d'usinage. Elle aboutit finalement au modèle FAO composé d'entités élémentaires.
Pour finir, nous validons, dans la dernière partie, les spécifications proposées par le développement et la mise en œuvre d'un démonstrateur sous CATIAV5®. Nous présentons les résultats obtenus sur quelques pièces aéronautiques.
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