Remerciez-le!

Remerciez @Admin pour avoir partagé cet document gratuitement, de la manière la plus simple, en partageant sur les réseaux sociaux.

1 Ch0 : Généralités sur la CAO 1. Historique La conception assistée par ordinat

1 Ch0 : Généralités sur la CAO 1. Historique La conception assistée par ordinateur est née aux États-Unis aux environs de 1950 au moment où la General Motors et le Massachusetts Institute of Technology ont imaginé de converser avec un ordinateur par d’autres méthodes que la carte perforée, le ruban magnétique et le ruban perforé. En 1960, après un projet très élaboré, General Motors et IBM ont groupé leurs efforts pour mettre sur pied le premier écran graphique et ont abouti au projet nommé DAC 1 (Design Augmented by Computer). L’équipement comprenait un tube cathodique de grandes dimensions, un crayon électronique, un projecteur de microfilm, le tout branché sur un calculateur IBM 7094 ; le prototype de tube a ensuite été commercialisé, uniquement pour la CAO, sous l’appellation IBM 2250. Pour la première fois, un dessinateur en carrosserie pouvait communiquer avec un ordinateur en utilisant son propre langage : le dessin. L’utilisation de ce matériel faisait appel à une équipe de trente personnes comprenant des ingénieurs mathématiciens, des spécialistes en programmation, des spécialistes en définition de pièces de carrosserie et des spécialistes en commande numérique. Cette équipe mettait en place la logique, la théorie mathématique et la méthode d’utilisation, afin d’élaborer un système intégrant l’ensemble des opérations depuis la conception jusqu’à la matérialisation tridimensionnelle. L’idée était de passer directement du croquis et des sections de principe du concepteur à la définition numérique sans réaliser le tracé précis de la pièce employé jusque-là en étude de carrosserie. La définition numérique était déclenchée à partir de concepts géométriques mis à la disposition de l’utilisateur sous forme de menus affichés sur l’écran. L’utilisation opérationnelle de ce genre de matériel a commencé en 1965. La diffusion des consoles graphiques IBM 2250, Control Data Gelac 418, Charactron et SC 4020 de Stromberg Carlson dans les bureaux d’études des grandes sociétés automobiles et aéronautiques a donné naissance au Computer Aided Design (CAD). Depuis, de nombreux systèmes ont été mis en exploitation dans bien d’autres domaines, que ce soit aux États-Unis ou en Grande-Bretagne. Certains utilisateurs commercialisent leur système : - Lockheed: CADAM (Computer Graphics Augmented Design and Manufacturing); - Mac Donell Douglas : Unigraphics; 2 - CAD, Centre de Cambridge ; Polysurf, Gino F. ; - Dassault, par sa filiale Dassault Systèmes : CATIA. Mais la plupart des systèmes de CAO sont développés et commercialisés par des sociétés spécialisées (Autodesk, Cisigraph, Computer-Vision, Hewlett-Packard, IBM, Intergraph, etc.). 2. Principes de la CAO 2.1. Introduction dans le processus de conception : Afin d’examiner comment les bureaux d’études peuvent bénéficier des possibilités offertes par les systèmes CAO, il est nécessaire de connaître les problèmes relatifs aux calculs divers et les différentes tâches du travail de conception. 2.1.1 Analyse des tâches du projeteur : En analysant dans le détail le travail du projeteur, on met en évidence des temps élémentaires de : - réflexion : recherche de l’idée ; le projeteur utilise son acquis technique et sa capacité de création à élaborer les grandes lignes du projet ; - calcul : de poids, de performances (mécaniques, électriques, hydrauliques, etc.), de résistance de matériaux (calculs de poutres, d’arbres, de parois, d’engrenages, etc.) ; - consultation : de normes (y compris les normes d’entreprise), de catalogues divers, de fichiers de pièces existantes ; - tracé : représentation souvent tridimensionnelle, avec au moins deux projections, d’éléments qui ne peuvent quelquefois être parfaitement définis pour une production ultérieure que si l’on utilise des courbes et surfaces paramétriques complexes ; - écritures diverses : des nomenclatures, références, spécifications et cartouches ; - suivi de la réalisation des prototypes et des essais puis contacts divers avec les ateliers de production et les fournisseurs. 2.1.2 Méthode conventionnelle de travail dans un bureau d’études : Le processus de conception est décomposé en trois phases plus ou moins bien marquées suivant les secteurs d’activité : - l’avant-projet : recherche de solutions ; - le projet : choix et développement d’une solution ; - l’étude définitive : industrialisation du projet. 3 Les pourcentages du temps passé, dans chacune des activités élémentaires, sont variables. L’examen du déroulement de ces tâches fait apparaître les problèmes suivants : - l’établissement de la liasse complète des plans définitifs demande un délai important ; - le délai du projet est souvent incompatible avec la mise en route des moyens de fabrication, empêchant plusieurs itérations de l’étude ; - quand l’étude correspond à un ensemble, le projet est étudié comme un tout et les plans de détails, issus de ce projet, ne font pas toujours l’objet d’un remontage ; - si le projet est très complexe, le responsable du bureau d’études rencontre des difficultés de synchronisation des différentes parties de l’étude ; - si le projet est une reprise d’une étude déjà réalisée, un temps précieux est perdu au départ pour reporter sur la planche du projeteur les éléments qui sont conservés. La recherche d’une solution à ces problèmes nous amène tout naturellement à introduire l’automatisation des tâches fastidieuses en supprimant, au passage, les erreurs humaines. La qualité, le coût et le délai de l’étude s’en trouvent améliorés. 2.1.3 Tâches automatisables : L’automatisation des tâches, dans un bureau d’études, comprend trois parties : - l’aide à la création ; - l’aide à la matérialisation précise ; - l’aide à la gestion du poste du projet : prise en compte des modifications, élaboration de la banque d’informations relative aux études et aux documentations diverses. 2.2. Possibilités de la CAO : Les possibilités d’un système sont très grandes. Les limites n’apparaissent qu’au moment où l’on parle du logiciel associé à ces systèmes informatiques. Ce logiciel comprend : - le logiciel de base (par exemple processeur graphique) - les logiciels d’application presque toujours écrits en fonction des applications spécifiques. Cet ensemble correspond aussi à un investissement, mais il est toujours très difficile de l’évaluer au moment de poser le problème. 2.2.1 Création d’éléments, familles d’éléments : Grâce à un langage de description et de manipulation de formes, on peut créer des objets utilisés pour la CAO. 4 Si l’objet existe déjà, on est amené à l'utiliser. La création d’un élément (objet) doit donc commencer aussitôt après le cahier des charges, de façon à bâtir un composant directement à l’ordinateur, sans passer par une saisie d’informations fastidieuse. Le langage de description doit permettre l’étiquetage du composant créé de façon à pouvoir le stocker sur support de stockage (mémoire). Avec les logiciels les plus modernes, on peut définir une famille de composants à l’aide d’un modèle paramétré et d’une table de valeurs associées, comme dans un catalogue. 2.2.2 Stockage d’éléments : L’utilisation d’un langage de gestion de données permet de stocker, pour une période plus ou moins longue, tout ou partie des éléments (objets, composants) créés, que ce soit entre deux temps élémentaires de conception ou à la fin du travail. Après validation, le fichier des éléments peut être relu en vue d’autres applications à l’intérieur d’un autre groupe d’études ou dans un secteur de fabrication. 2.2.3 Utilisation d’éléments déjà créés : Le travail de l’utilisateur se limite à l’appel du nom correspondant aux éléments à représenter. En quelques secondes, il peut positionner l’image de l’élément sur l’écran. Cette approche est très utile quand il s’agit de modifier les paramètres d'un élément. 2.2.4 CIM ou Production intégrée par ordinateur : Du fait des avantages procurés par la réutilisation des définitions établies au niveau du bureau d’études, on assiste à une intégration croissante des techniques de conception assistée par ordinateur et des techniques de fabrication assistée par ordinateur. L’ensemble est regroupé sous le sigle CFAO. Cette intégration peut contenir aussi : - la technologie de groupe : regroupement des éléments par familles ; - l’étude du démontage et du remontage de mécanismes ; - l’étude des outillages complets ; - la gestion de production (GPAO) ; - la maintenance des produits (GMAO) ; - la documentation (PAO). On parle alors de CIM (Computer Integrated Manufacturing) 5 2.3. Systèmes CAO : 2.3.1 Description : 2.3.1.1. Les possibilités d’un système CAO : Elles sont fonction de : - la puissance de l’ordinateur ; - nombre d’utilisateurs connectés au même moment sur l’unité centrale ; - la vitesse de transfert des informations entre unité centrale, disque et périphériques ; - nombre et du type de périphériques à la disposition de l’utilisateur pour entrer les données et sortir les résultats ; - la puissance du logiciel. 2.3.1.2. Les principales caractéristiques d’un matériel de CAO : Elles sont les suivantes : - taille de la mémoire vive (RAM) ; - rapidité des processeurs (en Mips ou en Mflops) ; - taille de l’écran ; - nombre de nuances et rapidité d’affichage de la carte graphique ; - facilités de communication (nombre de ports, présence de cartes pour branchement sur un réseau, ou de modem) ; - système d’exploitation que peut supporter la machine ; - la taille en disque est moins importante car il est maintenant facile de changer l’unité de disque. Nota : Mips = million d’instructions par seconde. Mflops = million d’opérations en virgule flottante uploads/Ingenierie_Lourd/ introduction-generale-sur-la-cao.pdf