Centre d’Etudes et de Rénovation Pédagogique de l’ Enseignement Technique Ministère de l’Education Nationale de la Recherche et de la Technologie Exploitation du concept G. p. s. t de la normalisatio pour la Spécification Géométrique des Produits Livret 1 Livret 2 Livret 3 or21 Sni* to View Introduction au concept GPS Langage graphique normalisé, syntaxe et sémantique Exercices de lecture de spécifications Exercices d’écriture de spécifications Introduction Le Concept de Spécification Géométrique des produits (Geametrical Product Specification) roposé par l’organisation internationale de normalisation (ISO) a pour but de fournir des normes importantes de la maîtrise de la qualité des produits.
Elles concernent divers services d’une entreprise, les études, les méthodes, la production et le contrôle pour ne citer que les principaux. Les acteurs de ces seraices ont besoin de communiquer et pour cela, ils doivent disposer d’un langage commun. De grandes entreprises ont déjà engagé la formation de leurs techniciens à ce langage commun.
Le CERPET (Centre d’Etudes et de Recherche Pédagogique de « Enseignement Technique ) a écidé sous l’égide de la Direction de IE-nseignement Scolaire de mettre en place une innovation pédagogique, pilotée par l’Inspection Générale STI, afin de permettre aux professeurs de disposer sur le serveur du Centre National de Ressources (http://www. cnr-cmao. ens-cachan. fr) d’un document d’accompagnement du plan de formation engagé au plan national et démultiplié dans les académies.
Ce travail collectif réalisé par : Alain CHARPANTIER, Jean-Pierre DELOBEL, Benoit LEROUX, Claude MURET et Dominique TARAUD, doit permettre à chaque enseignant relevant du génie écanique de disposer d’une ressource précieuse, conforme ? l’état des travaux de lilSO, et permettant dans un délai rapide une formation des élèves et des étudiants plus rigoureuse à la définition et au contrôle des produits industriels. Ce dossier s’inscrit dans la stratégie de formation qui se développe dans l’ensemble des académies, suite aux deux actions du PNF qui visaient à former des formateurs académiques (CNAM 1 996 et 1998).
Cette introduction ne serait pas complète si je n’adressais pas des remerciements sincères à Luc MATHIEU, Maitre de conférences au Conservatoire National des Arts et Métiers, enseignant – chercheur à l’ENS de Cachan et expe PAGF à l’ISO, pour l’important international à l’ISO, pour l’important travail d’expertise qu’il a accepté de réaliser à partir des productions de l’équipe et pour l’aide déterminante qu’il apporte dans le cadre du plan national de formation. je formule des souhaits pour que ce document soit très largement diffusé et utilisé.
La qualité des relations à venir entre donneurs d’ordres et sous traitants en dépend largement. Paris le 15 janvier 1999 Michel AUBLIN Inspecteur Général de l’Education Nationale Introduction au oncept GPS Le concept GPS, ou la Spécification Géométrique des Produits Spécification liée au concept Livret 1 : Introduction au concept GPS Ce livret d’auto formation au concept de Spécification Géométrique des Produits s’adresse à tous les professeurs de Génie mécanique des lycées technolo iques et professionnels, quels que soient les nivea enseignent.
PAGF 3 1 Pourquoi le concept GPS, expliquant rapidement les constats, les évolutions ayant amené à faire évoluer les normes de cotation en s’appuyant sur un modèle particulier ; Comment la norme associée au concept GPS répond et épondra à ce besoin d’évolution Affiche présentant le concept de Spécification Géométrique des Produits, envoyée par l’UNM (Union de la Normalisation de la Mécanique située ? Courbevoie) en 1997 dans chaque établissement enseignant les Sciences et Techniques Industrielles.
Livret 1 : Introduction au concept G. p. S. page 1 1 . Objectifs du concept GPS Comme toute évolution technique, le concept de Spécification Géométrique des Produits (dit GPS, pour Geomitrical Product Specification), répond globalement à une demande d’amélioration de la qualité des produits et à une volonté e réduction des coûts d’étude et de réalisation.
Cette demande s’accentue actuellement de part : Cl le développement de la sous-traitance, de plus en plus souvent internationale, obligeant les entreprises à mieux gérer leur communication technique avec des partenaires lointains de cultures parfois différentes , Cl la mise en place de plans d’assurance qualité très exigeants, internes et externes aux sociétés, introduisant des contraintes réglementaires dans les relations entre client et fournisseur, interdisant les interprétations approximatives de s écifications demandées ; e développement impo ation des outils de CAO, 1 automatiques et de raccourcir le cycle conception, spécification, réalisation, qualification. Au niveau de la norme ISO, la réponse actuellement en cours de développement, consiste à définir et proposer un langage de spécification des produits caractérisé par : l’expression sans ambigu’lté des exigences fonctionnelles des mécanismes ; Cl une base théorique robuste, permettant la caractérisation précise de conditions fonctionnelles, de leur contrôle ainsi que la prise en compte des évolutions futures des systèmes informatiques ;
C] un code univoque et international; C] une cohérence globale de l’ensemble des normes, évitant les « oublis h, les redondances ou les interprétations multiples. Exemple de lacune de la norme actuelle Exemple de contradiction de la norme La ligne spécifiée n’est pas définie Interprétation ISO 286 Interprétation ISO 8015 PAGF s 1 unifier les normes actuelles et futures et garantir la cohérence du système en cours de construction, la norme ISO propose une démarche de classification des normes selon deux axes : les caractéristiques géométriques d’un élément géométrique, ermettant de le caractériser en taille, forme, orientation, position, etc.
Cl Les étapes de la cotation géométrique et dimensionnelle d’un produit, permettant de caractériser des éléments géométriques, d’évaluer les écarts dimensionnels, de définir et contrôler les instruments de mesure. Le tout s’inscrit dans un tableau à double entrée, dit « matrice GPS » qui permet de dresser un bilan des normes actuelles, de repérer les redondances et les manques et de programmer le développement des normes à venir. La matrice GPS, et la démarche qui y est associée, est décrite récisément dans le document ISO suivant : Spécification géométrique des produits (GPS) Schéma directeur FD CR ISO/TR 14638 Décembre 96.
Matrice GPS simplifiée et incomplète illustrant le principe de travail retenu par le normalisateur Maillons Caractéristiques géométriques de l’élément Normes générales 1 Taille 2 Distance 3 Rayon 4 Angle 5 Forme d’une ligne PAGF 1 286 ISO 1938 nnnnnn PAGF 7 1 d’un mécanisme par une condition géométrique liant des surfaces, définie par le concepteur, interprétée par le réalisateur et vérifiée par le contrôleur ; Au niveau géométrique des produits, amenant les spécificateurs et les contrôleurs à définir des éléments géométriques liés aux surfaces du mécanisme, et à les associer de façon à traduire leurs exigences (de fonctionnement, de réalisation ou de mesure) ; Cl Au niveau du langage symbolique utilisé pour communiquer entre techniciens et ingénieurs, garantissant une expression univoque des besoins fonctionnels et des vérifications. 2. Le principe général Il est fondé sur la volonté de rendre cohérentes les démarches de spécification et de vérification, afin, qu’? outes les étapes de conception, de la réalisation et de la qualification du produit, le « contrat fonctionnel » exprimé par le concepteur puisse être compris, respecté et vérifié et cela pour un coût minimal. On peut décrire ce prlncipe en considérant les deux démarches suivantes . de conception, amenant à proposer des spécifications fonctionnelles , de qualification, amenant à vérifier si les spécifications fonctionnelles sont respectées. Phase de conception d’un mécanisme. Lors de cette phase, le technicien imagine une solution qui sera traduite mentalement et graphiquement par ne image prévisionnelle de la réalité.
Cette représentation est sensée respecter des conditions de fonctionnement qui, dans un second temps, sont transformées en diverses s écifications (sur des surfaces ou entre des surfaces). Ces s ont PAGF 91 permettent de limiter les variations de dimension, de forme, d’orientation et de position entre des surfaces fonctionnelles « influentes » au regard de la condition VISée. Pour exprimer ces limitations, on définit des éléments géométriquement parfaits (plans, cylindres, etc. ) liés aux surfaces imaginées susceptibles de représenter les limites de a matière. La condition fonctionnelle sera respectée si la surface « spécifiée » se situe à l’interieur de cette zone de tolérance. Cette démarche permet de spécifier toutes les pièces composant le produit.
Si chaque pièce respecte ces spécifications, toutes les conditions de montage, de fonctionnement, de démontage seront respectées et le produit sera qualifié. Idée, besoin « Réalité » modélisée Solution Imaglnee, représentée par une Image, contrainte par des conditions fonctionnelles 1. Création d ‘éléments géométriques parfaits liés à la représentation e la réalité concept GPS, ou la Spécification Géométrique des Produits Phase de vérification des spécifications d’une pièce Cette phase se déroule pendant la réalisation physique du produit et concerne les pièces isolées et les systèmes mécaniques associés (montage, démontage, caractéristiques de fonctionnement). Le technicien lit, comprend et contrôle les spécifications définies par le concepteur.
Pour cela, il suit une démarche de vérification fondé sur une acquisition de la réalité (la pièce fabriquée) ? partir de laquelle il associe aux surfaces mesurées des éléments eométriques parfa ts, construits de façon ? retrouver le « contrat géométrique » correspondant à la spécification exigée Cette démarche se traduit donc par la création d’un modèle géométrique de vérification, suivi du mesurage d’une pièce et du calcul des écarts dimensionnels entre la réalité fabriquée (issue de points réels palpés) et des éléments géométriques de référence (points, lignes, surfaces réelles ou associées) liés à cette réalité. Réalité physique Produit réel Modèle de vérification associé Mesurage de la réalité Pièce réelle devant
