A Geometric Approach to Converting CAD Models to CAM Models: an Application on Aeronautical Structure Parts

La conversion d'un modèle de CAO en un modèle de FAO est la première étape de fabrication intégrée par ordinateur. Les principaux problèmes qui concernent la conversion sont les suivants: définir des volumes de matériau amovible géométriquement, vérifier les accessibilités aux volumes ainsi obtenus, associer les opérations d'usinage avec ces volumes individuellement, sélectionner les outils de coupe, mettre en séquençage les opérations d'usinage et assigner une machine pour exécuter le processus. La détermination des volumes individuels de matériel amovible est le premier problème de la conversion. Dans les dernières décennies, de nombreuses approches ont été développées avec d'énormes efforts, mais aucune étude à ce jour a examiné de manière exhaustive les approches pour générer des volumes de matériau amovible pour traiter des pièces complexes, telles que celles qu'on rencontre dans en aéronautique dans la partie structurelle. Dans la perspective de définir les volumes du matériau amovible, les méthodes existantes se limitent aux fonctions prismatiques. L'objectif principal de cette recherche était de développer des approches systématiques, pour générer automatiquement l'ensemble des volumes de matières amovibles selon les modèles 3D d'une pièce aéronautique structurelle. Il faut alors partir du brut (un morceau de matière première) et usiner toutes les surfaces requises. Grâce à l'outil mathématique disponible des opérations booléennes, il est possible de séparer des géométries volumiques très complexes en volumes plus petits relativement simples. La décomposition du volume delta présente des avantages dans la création des volumes amovibles. Dans cette recherche, les approches de décomposition de volume ont été développées dans le but que chaque volume de matériau puisse être usiné en une seule opération d'usinage. Des arêtes concaves impliquent éventuellement des opérations d'usinage différentes. La détection du bord concave est la première étape de la décomposition de volume intérieur. Dans cette étude, une approche mathématique a été développée afin de vérifier la concavité d'une arête dans la limite d'un modèle solide 3D et une approche de détection des bords concaves est proposée. Générer des faces de séparation est une étape clé pour définir un volume décomposé. Selon la complexité de l'élément de construction, les algorithmes sont conçus pour créer différents types de décompositions de faces correspondant à des formes locales de la pièce à décomposer.