ÉCOLE DE TECHNOLOGIE SUPÉRIEURE ~JIVERSITÉ DU QUÉBEC COMME EXIGENCE PARTIELLE À L'OBTENTION DE LA EN TECHNOLOGIE DES SYSTÈMES M, ING.

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1 ÉCOLE DE TECHNOLOGIE SUPÉRIEURE ~JIVERSITÉ DU QUÉBEC MATTRISE COMME EXIGENCE PARTIELLE À L'OBTENTION DE LA EN TECHNOLOGIE DES SYSTÈMES M, ING. PAR NELSON SAVARD MONT-, DÉCEMBRE 1996 adroits réservés de Nelson Savard

2 I*m National Library of Canada Acquisitions and Bibliographic Services Bibliothèque nationale du Canada Acquisitions et services bibliographiques 395 Wellington Street 395, rue Wetlingfon Ottawa ON K1A ON4 Ottawa ON KI A ON4 Canada Canada Your fi& Votre référence Our fik Noire rëfdrence The author has granted a nonexclusive licence allowing the National Library of Canada to reproduce, loan, distribute or sell copies of this thesis in microform, paper or electronic formats. The author retains ownership of the copyright in this thesis. Neither the thesis nor substantial extracts fiom it rnay be printed or otherwise reproduced without the author's permission. L'auteur a accordé une licence non exclusive permettant à la Bibliothèque nationale du Canada de reproduire, prêter, distnïuer ou vendre des copies de cette thèse sous la forme de microfiche/film, de reproduction sur papier ou sur format électronique. L'auteur conserve la propriété du droit d'auteur qui protège cette thèse. Ni la thèse ni des extraits substantiels de celle-ci ne doivent être imprimés ou autrement reproduits sans son autorisation.

3 Nelson Savard (Sommaire) Dans un environnement de conception assistée par ordinateur (CAO), toutes les opérations de production de dessins mécaniques profitent de l'évolution constante des technologies. Ceci nr est toutefois pas vrai pour ce qui est de la validation de l'information contenue dans le dessin. En effet cette étape du processus est demeurée presque inchangée depuis l'époque de la table h dessin. On utilise toujours une version sur papier du dessin pour vérifier les dimensions. les tolérances et autres informations. De plus, l'utilisation d'un logiciel implique qu'il existe un fichier informatique pour le dessin et celui-ci doit respecter certaines règles quant à la manière que l'information y est structurée. La conformité à ces règles doit aussi faire l'objet d'une vérification. Le besoin d'un outil informatique d'assistance à la validation des dessins est la motivation première dc choix de ce projet d'application. Dans ce travail, un environncment en industrie est étudié pour fournir des conditions et contraintes qui sont existantes. Il s'sgit du secteur de l'ingénierie des essais de la compagnie Pratt t Nhitney Du Canada ~tée (P&WC) située à Longueuil. Le logiciel de CAO utilisé est CATIA de Dassaults systems. 11 existe quelques travaux portant sur certains aspects de la validation dimensionnelle mais aucun englobant toute la vérification de dessin semble exister. La présente recherche débute par une description des différentes pratiques de dessin en vigueur pour dimensionner et représenter une pièce. Par la suite, l'environnement étudié est décrit plus

4 en détails avec les informations relatives à la structure des modèles CATIA- Un sondage mené auprès des utilisateurs a permit de recueuillir de l'information sur les causes des révisions de dessin et sur les méthodes de travail utilisées- Ces résultats nous informent sur l'importance relative des diff &entes vérifications à faire, En considérant les niveaux de difficulté escomptés pour chacune, une séquence d'exécution qui élimine les possibilités de redondances est suggérée. On arrive ainsi à produire une ébauche de l'outil de vérification qui est requis- La conclusion de ce travail est que le besoin est 12 et que la validation dimensionnelle et géométrique par un logiciel d'aide est possible - Les utilisateurs rencontrés au cours de cette recherche ont tous démontré leur appui à la possibilité d'une plus grande facilité à faire cette portion de leur travail,

5 VALIDATION OF DIMENSIONAL AND GEOMETRICAL SPECIFICATIONS IN MECHANICAL DESIGN DRAWINGS Nelson Savard ( Abstract) Progress in computer technologies over the past years have permitted the advent of very advanced tools in the design office. Today's designers and draftmen are given a vast array of possibilities making the preparation of mechanical drawings much faster- It had a great impact on geometry precision and ease of use specially when time cornes to execute modifications to a drawing. Nevertheless, a very important aspect of drafting has yet to benefit from this progress, it is the validation of dimensions and other informations contained on the drawing, In addition, computer files of those drawings also require to be checked in regard to the file structure and its contain to facilitate use by others and minimize rnemory size requirements. The need for computer aided checking of drawing is at the source of this research. This work is based an an indust.ria1 cnvironrnent; the Test Engineerin~ group from Pratt & Whitney of Canada Ltd. Some pieces of work do treat of dimensional validation but none aims at the overall approval of a drawing- Researchers seem to be more interested in producing as automated as possible computer applications and in doing so, the scope of application is reduced. This report describes the drafting practices used and the working environment. Also the CATIA file structure is explained to complete the picture- Processing of this information is done by incorporating the results of a survey done among the Test Engineering group CATIA designers.

6 To conclude, this report supports the feasability of such a tool and recommandation is àone to promote a followup to this work in order to develop a prototype- Support rom the surveyed group seems likely because designers do realize the need and this should facilitate the task.

7 REMERCIEMENTS Je tiens à remercier messieurs Roland Maranzana et Alain Desrochers pour leurs conseils tout au long de ce tra- vail- Leur attitude toujours positive m'a grandement aidé, Je veux aussi souligner la contribution des concepteurs de la section de l'ingénierie des essais qui ont bien voulu prendre le temps de répondre au sondage, une source df information qui fût très utile dans ce travail. Lr aide reçue des collègues de travail oeuvrant dans le groupe des applications de systèmes informatiques m'a aider à mieux connaître CATIA en me faisant voir les possibilités dr interaction qui existent en dehors des fonctions en ligne auxquelles les concepteurs sont habitués. Finalement, j e dois dire merci à mon épouse, Suzanne, pour son soutien constant et ments où les obligations d'un nent un fardeau pour toute la sa compréhension dans les rcoprogramme de maîtrise devienfamille.

8 Page ABSTRACT REMERCIEMENTS v iii LISTE DES TABLEAUX viii CHAPITRE 2 : Pratiques de dessin La vérification de dessin Cas particuliers de représentation Dimensionnement Ensemblede trous ~éornétrie repétitive ~éométries définies sans dj-mension. -17 CHAPITRE 3 : La CAO chez Pratt & Whitney Du Canada Ltée ApportdelaCAO Milieu de travail étudié Fonctions de dessin CATIA Standards de dessin chez Pratt & Whitney Canada, Structure des modèles CATIA Contrôle de la taille des modèles CHAPITRE 4 : vérification des modèles CAO Sondage parmi des concepteurs chez Pratt & Whitney Canada Importance relative des vérifications Classification des vérifications ~éveloppement d'un outil de vérification Structure générale

9 vii séquence des vérifications CONCLUSION , BIBLIOGRAPHIE ANNEXES A : Pratiques dedessin,.,, C : Convention pour la distribution des éléments sur les différentes couches d'un modèle CATIA D : ~aractéristiques graphiques des éléments

10 viii LISTE DES TABLEAUX Page 4.1 ~esultats de la question no.1 du sondage ~ésultats de la question no-2 du sondage ~ésultats de la question no.3 du sondage Compilation

11 LISTE DES FIGURES Page 2.1 ~eprésentation graphique des filets Vues et coupes longitudinales ~eprésentation graphique des filets Vues de dessus ~eprésentation graphique des engrenages Coupes longitudinales Exemple d'un dessin d'une pièce très allongée Exemples d'agencement de trous couramment utilisés Dimensionnement de surfaces répétitives ~lècheavectexte , Dimensionnement par traits de continuation A.1 Coupe longitudinale drue filet externe Dimensionnement d'un filet non-standard , -59 A.2 ~eprésentation graphique des filets internes Coupes trous débouchants et non-débouchants A.3 Vue de dessus montrant différents agencements detraus filetés, A.4 ~eprésentation graphiques des filets de tuyauterie Dimensionnement de filets internes A.5 Agencement de trous rectangulaire Avec dimens ionnement A. 6 Distribution non-unif orme de trous Exemplede trou "OFFSETn A.7 ~eprésentation graphique d'un engrenage cyl. droit Exemple de texte pour dimensionner A.8 Vue répétitive

12 A-9 Surfaces répétitives A-10 ~éométrie définie sans dimension Application utilisant le terme "FULL RAD" A-11 Trait de continuation Exemples de dimensions définissant 5 surfaces A-12 Machinage optionel Exemple équilibrage de pièce

13 INTRODUCTION La validation des spécifications dimensionnelles et géométriques des dessins mécaniques est une étape cruciale dans le processus de préparation de dessin. Cette étape de vérification de dessin est demeurée une opération humaine c' est-à-dire sans assistance informatique. Ce travail de recherche a pour but, dans un premier temps, de démontrer le besoin réel dans l'industrie d'un outil de vérification de dessin assisté par ordinateur. Et dans un deuxième temps, de proposer une ébauche de cet outil après avoir déterminé 1' importance relative des dif f &-entes étapes de vérification ainsi que le niveau Ge difficulté qui se rattache à leur automatisation. Dans le cadre de ce travail, aucune &tape du développement de cet outil ou d'un prototype nr est ef factu.6e. Par contre l'ébauche doit contenir les informations nécessaires pour permettre la mise en place du processus. Le dessin industriel ou technique a connu au cours des 15 dernières années une transformation totale. En effet, comme outil de travail, on est passé de la table à dessin 5 la CAO (Conception Assistée par Ordinateur) dans 1' ensemble de l'industrie. Bien que les logiciels de CAO n'ont pas cessé d'évoluer et d'offrir de plus en plus de nouvelles

14 possibilitésrla vérification des dessins continue à se faire comme au temps de la planche à dessin. Cette lacune est la motivation première derrière cette recherche. Le type de dessin étudié dans le cadre de ce travail est le dessin de détail ("detail drawingn), c'est-à-dire un dessin contenant toute 1 ' information nécessaire pour définir complètement une pigce. Car c'est le type de dessin sur lequel s'appliquent toutes les étapes de vérification décrites dans ce travail- Les autres types tels dessin d'assemblage et schématique ne requièrent qu'une partie des vérifications et de considérer ces exceptions ne ferait qu' alourdir le travail sans apporter d' informations additionnelles. Ce travail est construit afin de fournir au lecteur une description des pratiques de dessin dans un environnement utilisant la CAO, Les méthodes utilisées ont un impact sur les moyens à prendre pour valider le dessin. De plus, un scndage mené auprès des concepteurs permet d'obtenir r;ne appréciation plus juste de 1' importacce relative des différents aspects de la vérification de dessin. La synthèse de toutes ces informations permet de proposer des critères que l'outil de vérification devra posséder pour être satisfaisant. Plus de d6tails s'ir les pratiques de dessin sont donnés en annexe. Les annexes Br C et D fournissent un ensemble d' information très utile pour analyser les entités géométriques dr un modèle. En les consultant, on voit qu' il est possible d'associer des entités géométriques à leur

15 fonction. Par exemple on peut savoir si une ligne appartient à la pièce dessinée ou au dimensionnement selon ses attributs graphiques.

16 CHAPITRE 1 ÉTAT DE L'ART Les possibilités d'assistance à la vérification dans un logiciel de CAO semblent inexistantes si l'on se fit à la littérature of ferte par les di férents fabricants. Ceux-ci mettent l'emphase beaucoup plus sur les dernières nouveautés en ce qui a trait aux modèles tri-dimensionnels et capacités de représentations graphiques. En effet, les démonstrations nocs montrent des pièces d'apparence de plus en plus près de la réalité, Une raison expliquant cette situation est que les besoins de vérification varient énormément d'un client à l'autre. Les méthodes graphiques utilisées ne sont pas les mêmes partout d'où la difficulté d'arriver avec un produit performant pour tous, Les fabricants proposent des améliorations qui ne sont pas de l'assis-cance à la vérification mais qui réussissent dans certains à apporter des ~ésultats similaires. fournissant de plus en plus des possibilit& d' automatisation d ' exécution de certaines fonctions comme le dimensionnement, la création de vues auxiliaires ou de mise à jour de la géométrie dans toutes les vues d'un dessin, on aide l'utilisateur à offrir un produit qui contient moins df erreur. Donc, on ne fait pas de vérification mais le En

17 résultat est le même car la portion du travail produite de cette façon ne contient pas d'erreur. On cherche donc plus à éliminer les erreurs à la source plutôt que de chercher à les corriger. Cette approche a bien sûr des limites car on ne pourra pas automatiser toutes les étapes de préparation d'un dessin, il y aura toujours une portion de travail réservée à l'utilisateur, d'où l'intérêt de développer un outil d'aide à la vérification- Bien que la recherche vers un outil de vérification qui englobe tous les aspects de la validation d'un dessin semble inexistante, on retrouve par contre beaucoup de littérature traitant de certains aspects du dimensionnement- nombre de références traitent d'aide au tolérancement. Un grand Pan- chal Cl] notait en 1992 du peu d'évidence de littérature sur le tolérancement et c'est pourquoi il proposait alors une procédure automatisant 1 ' assignation des tolérances. Dresner [2] aussi visait le même but mais en fonction des accumulations de tolérances. Il cherchait à minimiser le coût de la pièce en fonction des conséquences sur les coûts df usinage. Plusieurs autres ont travaillé dans le même but et cf est selon 1 ' approche proposée qu' ils d.if f èrent, comme par exemples; -Zhang [3] prône l'utilisation d'un système expert pour déterminer les surfaces fonctionnelles des pièces et les types de tolérances appropriées. 11 insiste sur 1' importance de considérer 1 ' usinage des pièces pour optimiser les tolérances dans une optique de minimisation des coûts. -Xue [4] a présenté une méthode visant à intégrer dif- férents aspects dans un système CAO "intelligent". Cette

18 approche devant utiliser les considérations d ' usinage dans l'assistance au concepteur. Une telle abondance sur cet aspect de la CAO démontre que le milieu a réalisé l'importance d'assister le concepteur bien au-delà des foncttons de dessin, alg gré l'intérêt que l'on peut porter à ces idées, ce n'est pas encore de la vérification de dessin comme ce qui est proposé dans le présent rapport, Tsujio 151 propose une méthode qui est de la vérification dimensionnelle d'un dessin. Un système prototype a été développé pour traiter les dessins de trois vues (profil, plan et élévation) où les dimensions excédentaires ou man- quantes sont détectées. Ce genre de travaux est plus dans la même veine que ce qui est proposé ici. Mais pour une ap- plication en industrie, comme il est démontré dans ce travail, il faut un outil qui peut aider dans une vérification plus globale et qui considère plus que les dimensions. 11 faut traiter la structure même des modèles informatiques et cet aspect doit être approchk cas par cas. ~ifférents logiciels de CAO proposent différentes possibilités pour les couches, les filtres, détails et graphisme. Et pour un msme logiciel, il peut exister des différences dans la constraction des modèles d'une entreprise à l'autre.

19 CHAPITRE 2 PRATIOUES DE DESSIN Le dessin technique obéit à des règles qui dictent comment certaines caractéristiques d'une pièce doivent être dimensionnées et représentées. Le dimensionnement n' est pas qu'un procédé par lequel les éléments sont cotés. Pour valider le dimensionnement d' une pièce, il faut pouvoir interpréter les informations contenues sur le dessin - Ce chapître offre une vue du dimensionnement dans son ensemble. 2.1 La vérification de dessin La vkificatioo de dessin est l'ensemble des opérations visant à approuver le dessin d'une pièce pour pouvoir la fabriquer et l'inspecter et pour autoriser l'utilisation du dessin comme référence dans la conception des autres pièces avcisinantes. ~r&senteinent tout le travail de véxif ication se fait à partir d'une copie imprimée du dessin. Comme à l'époque du dessin manuel, c'est toujours le document papier qui est validé. Et comme il est démontré dans ce rapport, pour un même résultat sur papier, deux modèles CAO peuvent être très différents l'un de l'autre selon d'autres critères. C'est aussi sous cet aspect que l'assistance à la vérification sera utile, elle devrait faciliter la normalisation de la structure des modèles CAO en fournissant aux utilisateurs la possibilité d' en effectuer la vérification plus rapidement.

20 2-2- Cas particuliers de représentation sraphisue Dans les différentes vues et sections d'un dessin, la géométrie dessinée n ' est pas toujours conforme à la pièce réelle. Ce sont ces situations qui sont décrites dans cette section. L'annexe -A- reprend ces différentes pratiques mais avec des explications plus détaillées. a. Surfaces filetées: Les surfaces filetées sont dessinées selon une convention qui simplifie leur représentation. Il en va de même pour le modèle solide car reproduire en 3 dimensions une surface filetée n'est pas facile à moins que le logiciel de CAO utilisé ne soit conçu avec une fonction dédiée pour ce type de géométrie. Sur les figures 2.1 et 2.2, on peut voir quelques exemples de représentations des caractéristiques de surfaces filetées. b. Enqrenaqes : Les engrenages s'apparentent un peu aux filets pour ce qui est de leur représentation sur le dessin dans les coupes longitudinales. Mais pour ce qui est du modèle solide 3Dr ils sont conformes à la réalité. On retrouve dans la figure 2.3 dos exenples appliqués aux engrenages cylindriques droits. c. &ornétrie entrecoupée : Pour certaines pièces de forme très allongée, il peut être nécessaire de sectionner en différents endroits la géomgtrie pour pouvoir la dessiner à une échelle satisfaisante pour le dimensionnement. Voir la figure 2.4 pour un exemple d'une pièce très allongée qui déborderait le cadre du dessin si elle était dessinée au complet à cette échelle.

21 /- O i ametre m i neur D i ametre "pi tch" 0 i ametre m i neur /- O i ametre nom i na l /' Vue Longitudina f i let externe Section longitudinale filet externe filet interne Figure 2.1 ~eprésentation graphique des filets Vues et coupes longitudinales

22 Diametre mineur Oiametre nominal Diametre du chanfrein I Vue de dessus : filet interne,-. Oiametre du chanf r e i n D i a metre rn i neur 0 i ametr-e nom I Vue de dessus : filet externe Figure 2.2 ~eprésentation graphiques des filets Vues de dessus

23 - Diametre majeur centre ENGRENAGE l NTERNE - Oiametre mineur D iarnetre "CI i tch" f Oiametre majeur de centre i neur tch" Figure 2.3 ~eprésentation graphiques des engrenages Coupes longitudinales

24 Figure 2.4 Exemple d'un dessin d'une pièce très allongée

25 d. Machinacre optionnel: Les surfaces dont le machinage est optionnel ne sont représentées graphiquement que dans la vue où elles sont dimensionnées. On ne les répète pas dans les autres vues ni dans le modèle solide. 11 n'est pas nécessaire d'énumérer toutes les situations où le machinage optionnel peut être utilisé mais à titre d'exemple on peut citer le cas d'un arbre qui doit être équilibré. On équilibre la pièce en la machinant en des endroits prévus à cette fin. Une dimension associée à une note indique le maximum de matière qui peut être enlevée à cet endroit pour 1 ' équilibrage. Le dimensionnement d'un dessin ne peut pas se faire qu'en utilisant les possibilités offertes par la fonction du logiciel servant à créer des dimensions (DIMENS2 dans CATIA). Voici donc les méthodes couramment utilisées pour définir la géométrie d'une pièce sans pour autant avoir à attacher une dimension à la surface concernée. Vous trouverez à l'annexe A - des explications plus détaillées de ces msthodes Ensembles de trous: Il est courant de tro~vrr scr une pièce des trous qui sont fonctionnels en tant que groupe. Dans ces cas, il n'y a pas de dimension diamétrale pour chacun des trous. plus, on ne retrouve que très rarement des dimensions qui positionnent chacun des trous. De C'est plutôt une description en texte rattachée à la dimension diamétrale d' un des trous qui définit leur agencement, Dans la figure 2.5, on retrouve

26 Agencement circulaire de trous Distribution u niforme Agencement circulaire de trous Distribution non-uniforme HOLES CiXRDINATES DIM "A" DIM "8" X- XXX X. XXX X, XXX X. XXX X. XXX X. XXX X. XXX X. XXX Figure 2.5 Exemples d'agencements de trous Couramment utilisés

27 quelques exemples de types d ' agencement. Ces agencements peuvent s'appliquer à toutes les formes de trou. Prenez note que, dans tous les cas, le dimensionnement de la géométrie des trous n'est donné que pour un seul trou ~éornétrie répétitive: Il existe plusieurs façons de montrer sur un dessin qu'une géométrie (excluant les ensembles de trous déjà expliqués) est répétée sur la piece. Grâce à ces méthodes, on évite d'avoir répéter les mêmes dimensions en plusieurs endroits sur un dessin. Les paragraphes qui suivent décrivent le splus courantes. a. Vues et sections r&étitives: Lorsque toute l'information (géométrie, texte et dimensions) contenue dans une vue ou une section est répétée en plusieurs endroits sur la pièce, une note à cet effet est ajoutée au bas de la vue. Le texte utilisé est généralemerrt sous une des 2 formes suivantes; -TYPICAL X PLACES ou forme abrégée TYP X PL -TYPICAL X PLACES EQ SP pour spécifier l'espacement b. Vues et sections similaires: Semblable au cas des vues répétitives sauf qu'ici il s'agit de plusieurs vues ou sections définies sur le dessin qui se partagent la même image. Par exemple, pour deux plans de coupe A-A et B-B définis sur un dessin, on ne dessine que la section A-A et on ajoute la note SECTION B-B SIMILAR.

28 c. Surfaces répétitives: Lorsqurune surface cylindrique ou plane se répète en plusieurs endroits, une seule de ces surfaces est dimensionnée. Un texte décrivant le nombre et le positionnement des autres surfaces identiques est associé à la dimension pour compléter le dimensionnement de l'ensemble (figure 2.6) - Figure 2.6 Dimensionnement de surfaces répétitives

29 2.3.3 ~éométries définies sans dimension: Les fonctions de dimensionnement (comme DIMENS2 en CATIA) sont généralement excellentes pour dimensionner des grandeurs géométriques tel diamètre, longueur, distance entre 2 surfaces et angle. Par contre, il arrive des situations où ce dimensionnement ne donne pas les résultats souhaités, ce sont ces situations qui sont décrites ici. a. lèches avec texte ( " TEXT LEADERn ) : Les flèches peuvent être utilisées pour pointer une entité géométrique et la définir par une description textuelle. C'est pour les trous et diamètres filetés que les flèches remplacent souvent les dimensions. Comme on l'a vu, cela s'explique par l'incapacité de dimensionner adéquatement la géométrie définissant les filets selon les standards (figure 2.7). PD O MAJOR DIA MINOR D[A.6279 MAX Figure 2.7 lèche avec texte

30 b. Trait de continuation : Lorsque plusieurs diamètres sont de même dimension et très près les uns des autres, on dessine des traits qui relient les lignes représentant ces diamètres. Ces traits indiquent que la dimension qui est appliquée à un de ces diamètres s'appliquent aussi aux autres (figure 2.8). Figure 2.8 Dimensionnement par traits de continuation c. Surface profilée définie par coordonnées: Un profil est généralement créé par une courbe à laquelle on fait subir une révolution autour d'un axe. Si cette courbe est définie par une série de points alors leurs coordonnées sont placees dans un tableau, ce qui évite d'encombrer le dessin.

31 d. Profils aérodvnamisues: Les profils aérodynamiques que l'on retrouve sur les composantes de compresseurs et de turbines ne sont pas définis avec des dimensions sur le dessin. Ces surfaces sont définies par des fichiers de données dont seul le nom se trouve sur le dessin. Seulement les dimensions nécessaires au positionnement du profil par rapport au reste de la pièce apparaissent sur le dessin. e. ~aractéristiques non-qéométriques: Pour compléter la définition d'une pièce, il faut inclure des notes appelées "notes généralesn qui définissent les aspects qui ne sont pas de type géométrique. Ces notes fournissent l'information relative à des caractéristiques comme: le matériau, les propriétés mécaniques, les standards de fabrication et de contrôle de qualité.

32 CHAPITRE 3 Bien que ce qui suit est expliqué en fonction de CATIA, les concepts décrits se retrouvent dans tout autre logiciel de CAO, seuls les termes utilisés diffèrent- 11 existe deux environnements de travail, soit un espace tri-dimensionnel et un autre où on retrouve le dessin tel quf il est une fois imprimé, Ir espace dessin ou "DRAW WORKSPACE". Lorsque 1' on imprime un dessin avec ses cotes et annotations, c'est l'espace dessin que l'on voit. Bien qu'il soit possible d'imprimer la géométrie de l'espace 3Dr on ne considère pas cette portion du modèle CATIA comme faisant partie du dessin. On retrouve 2 approches fondamentalement différentes pour produire des dessins, selon que l'on utilise ou pas l'espace tri-dimensionnel. a. ~éométrie 2D: Travailler uniquement en mode dessin permet d'arriver au même résultat du point de vue du dessin imprimé. Dans ce cas, le logiciel de CAO devient une table à dessin électronique.

33 b. ~éornétrie 3D filaire vs solide: L'autre approche consiste à créer une représentation en 3D de la pièce et de l'utiliser pour produire le dessin. La géométrie 3D peut être de deux types soit filaire ou solide. Le modèle filaire est constitué de lignes et de courbes qui délimitent des régions appelée FACES. Les surfaces sur lesque~les Sont définies ces faces peuvent être planes, cylindriques ou de tout autre forme. Les faces peuvent ensuite être regroupées pour former une entité appelée VOLUME qui devient la représentation tri-dimensionnelle de la pi&c:e. Pour construire un modèle solide, les logiciels de CAO offrent des fonctions qui permettent au concepteur de tl-availler directement avec des entités 3D telles des sphsres, des cubes, des cylindres et de les manipuler et d'ef fecctuer des opérations booléennes pour obtenir des formes complexes. Evidemment, une fois le modèle 3D prêt, on peut l'utiliser pour construire la géométrie du dessirn par des projections ou des coupes. L' attrait du modèle solide dans CATIA réside dans le fait qur il offre des possibilitks de transfert plus rapides vers le dessin. Le concepteur n'a qu'à définir les plans correspondant aux vues désirées et la géométrie associée à cos vues est construite en rune seule opération sans avoir à utiliser les fonctions de dessin habituelles (POINT, LINE, CURVES, etc) - De plus, toute modification du modèle solide permet une mise à jour sur demande de la géométrie dans toutes les vues Apports de la CAO ~'avènement de Ir informatique dans le monde de la conception mécanique a complètement modifié la façon de faire dans la préparation de dessins industriels. Bien plus

34 qu'une alternative au crayon, les logiciels de CAO sont des outils de travail qui permettent non seulement d'accélérer le processus dans son ensemble mais qui apportent aussi des possibilités nouvelles. Les logiciels de CAO sont conçus pour répondre à des besoins variés. Bien que dans ce travail on s'intéresse à l'aspect de la création de dessin, il faut souligner que ces outils de CAO offrent des possibilités qui dépassent les exigences de cette application. Ainsi'en parallèle avec la géométrie du dessin, on peut obtenir un modèle informatique tri-dimensionnel ou bi-dimensionnel de la pièce qui peut servir à des fins comme; finis numérique -Estimation de masse -Calculs de moments d'inertie de surface -Calculs de contraintes par méthodes d'éléments -Simulation -préparation de fichiers pour machine à contrôle L'impact des logiciels de CAO est le plus apparent selon quatre aspects de la préparation de dessin. ~rernièrement, l'apparence graphiqce des dessins s'est unif ormisée surtout au niveau de 1' information écrite comme le texte et les dimensions - En effet l'écriture manuelle et la qualité du tracé de la géométrie dessinée varient beaucoup d'un dessinateur 2 l'autre. Le critère de propreté d'un dessin qui était jadis le reflet du talent

35 d'un dessinateur n'existe plus. Du débutant au plus expérimenté les dessins produits aujourd'hui sont tous égaux à cet égard. La qualité de l'apparence visuelle n'est plus dépendante des aptitudes du dessinateur, à 1' exception bien sûr de la disposition des éléments dans le cadre du dessin. Ensuite, la facilité de corriger des erreurs comme éditer du texte, effacer ou déplacer des éléments ou en changer le graphisme permet une liberté d'action impossible à pratiquer sur une table à dessin. En troisième lieu, bon nombre d'entités géométriques sont plus facile à créer en CAO surtout lorsqurelles comportent des courbes. On n ' a qu' à penser au temps requis pour utiliser un compas pour tracer un ~uatrièrnement, la possibilité d' utiliser arc de cerclede la géométrie existante et de l'intégrer dans notre dessin diminue beaucoup le temps requis pour dessiner. C'est aussi une économie de temps appréciable dans les cas où la géométrie est répétée en plusieurs endroits sur le dessin. La puissance de calcul des ordinateurs d' au j ourd' hui permet d'avoir des outils graphiques qui donnent des images très réalistes d'une pièce avant qu'elle n'existe, ce qui aide beaucoup les communications avec d'autres intervenants. 3.2 Milieu de travail étudié Les concepts décrits dans ce rapport sont d'intérêt général car toute entreprise qui utilise des outils de CAO est confrontée aux mêmes situations. Chez Pratt & Whitney Canada'la CAO est utilisée pour produire la quasi totalité

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