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École de technologie supérieure

Responsable(s) de cours : Antoine Tahan


PLAN DE COURS

Hiver 2023
MEC602 : Tolérancement et métrologie tridimensionnelle (3 crédits)





Préalables
Programme(s) : 7684,7884
             
  Profils(s) : Tous profils  
             
    MAT350    
             
Unités d'agrément
Total d'unités d'agrément : 58,8 33,3 % 66,7 %




Qualités de l'ingénieur

Qn
Qualité visée dans ce cours  
Qn
  Qualité visée dans un autre cours  
  Indicateur enseigné
  Indicateur évalué
  Indicateur enseigné et évalué



Descriptif du cours

À la fin du cours, l’étudiant ou l'étudiante sera en mesure :

  • d’effectuer le tolérancement géométrique d’un mécanisme simple à partir d’un requis fonctionne préétabli, d’analyser les variations géométriques en 3D et d’effectuer la synthèse de tolérances;
  • de concevoir un gabarit d’inspection d’un composant mécanique selon les normes ASME Y14.43 et ISO R1938;
  • de sélectionner un système de mesure (incluant l’équipement, les artefacts et le logiciel) pour mesurer la conformité dimensionnelle et géométrique d’une pièce mécanique;
  • de piloter une analyse d’un système de mesure pour identifier les erreurs de répétitivité, de reproductibilité, de biais et de linéarité et d’établir un bilan d’incertitude d’un montage expérimentale;
  • d’estimer la capacité d’un procédé de fabrication et de réaliser un tolérancement probabiliste en fonction des performances des procédés.

Acquérir des notions de base sur les normes du tolérancement dimensionnel et géométrique (ISO 17450 et ASME Y14.5). Comprendre la cotation fonctionnelle selon l’approche des limites et selon l’approche probabiliste.

Introduction aux méthodes d’assemblage et à la conception d’outillage pour la fabrication et la vérification des composantes mécaniques. Mesure des capacités des procédés industriels. Gestion de l’instrumentation, principes d’étalonnage et analyse des incertitudes de mesures selon ISO TAG 4. Analyse de répétitivité et de reproductibilité selon les standards de l’industrie automobile. Inspection des tolérances dimensionnelles et des tolérances géométriques de forme, de profil, d’orientation, de localisation et d’alignement. Introduction aux techniques de mesure par coordonnées, appareil de mesure tridimensionnelle (AMT/CMM), inspection assistée par ordinateur.

Manipulations en laboratoire portant sur les mesures dimensionnelles et géométriques des pièces mécaniques et sur la programmation des AMT.




Objectifs du cours

Familiariser les étudiants(es) aux différentes techniques pour la gestion des variations (tolérancement) dans le processus de développement (conception, fabrication et inspection) selon les approches limite et statistique.

Fournir aux étudiants(es) des techniques propres à l'évaluation et à l'identification des besoins métrologiques à partir des concepts de la gestion des variations des quantités physiques[1].

Fournir aux étudiants(es) les outils pour estimer la précision des mesures directes et indirectes en fonction des exigences.

Initier les étudiants(es) à la conception des calibres d’inspection et des gabarits de vérification selon les principes de l’AGDC, ISO R1938 et ASME Y14.43.

Initier les étudiants(es) à la métrologie de coordonnées (AMT/CMM) en ce qui a trait à la technologie existante.

 

 

Objectifs pédagogiques

Connaître les principes de base du langage du tolérancement selon l’approche des limites et selon l’approche statistique.

Connaître les principes de cotation fonctionnelle en utilisant les requis géométriques et l’analyse fonctionnelle tridimensionnelle dans la conception mécanique.

Comprendre et interpréter le tolérancement dimensionnel et géométrique d'une composante mécanique afin de planifier son inspection de manière appropriée. Rédaction d’un rapport de mesure.

Comprendre les principes de base de la conception des gabarits de vérification (dimension, profil, position, etc.).

Apprendre à sélectionner, utiliser et gérer les appareils de mesure propres à une vérification donnée.

Comprendre et identifier les sources d'erreurs et d’incertitude dans le phénomène du mesurage (ISO TAG 4, GUM).

Connaître les techniques existantes permettant d'effectuer une étude statistique de reproductibilité et de répétabilité pour un processus de mesure donné.

 

 

 


[1] Le cours portera une attention spéciale sur la métrologie dimensionnelle et géométrique selon les principes des normes ASME Y14.5 et Y14.41.




Stratégies pédagogiques

Exposés magistraux : Les exposés magistraux seront complétés par l’étude des problèmes tirés des textes de référence; la résolution d'exercices et des problèmes; des applications tirées d’études de cas industriels (applications et exemples pratiques tirés des industries d’aéronautique, de l’automobile, du transport et des produits récréatifs).

Travaux dirigés : Deux (2) devoirs de conception et des travaux dirigés permettront aux étudiantes et aux étudiants d’assimiler les notions vues au cours. Deux étudiants(es) maximum par équipe.

Travaux pratiques et laboratoires : Les travaux pratiques sont constitués de trois (3) laboratoires portant sur les techniques d’inspection (appareils conventionnels et CMM) ainsi que sur la conception des gabarits. Trois (3) rapports à remettre. Deux étudiants(es) par équipe.

 




Utilisation d’appareils électroniques

Sans objet




Horaire
Groupe Jour Heure Activité
01 Mardi 13:30 - 15:30 Travaux pratiques et laboratoire
Vendredi 08:30 - 12:00 Activité de cours



Coordonnées de l’enseignant
Groupe Nom Activité Courriel Local Disponibilité
01 Antoine Tahan Activité de cours Antoine.Tahan@etsmtl.ca A-1904
01 Ali Aidibe Travaux pratiques et laboratoire cc-Ali.Aidibe@etsmtl.ca A-2112



Cours
  1. Définition rôle et historique de la métrologie. Le tolérancement. La normalisation. Approche limite. Approche statistique.
  2. Dimensions et tolérances géométriques selon ASME Y14.5 et ISO SGP : les symboles et les règles fondamentales (enveloppe, cumul, modificateurs, référentiels …) les tolérances de forme, les systèmes de référence, les tolérances d'orientation et de localisation et les tolérances d’alignement circulaire.
  3. Principe du dimensionnement minimal et la gestion numérique de la documentation, maquette enrichie et annotation 3D (Y14.41).
  4. Gestion des variations sur des pièces flexibles.
  5. Conception des gabarits d’inspection (tolérances géométriques de localisation et de profil) selon ASME Y14.42.
  6. Techniques de mesure tridimensionnelle : les machines à mesurer les coordonnées (CMM) : avantages et limitations, programmation (Polyworks®). Interfaces machine et format d'échange entre les systèmes de programmation des CMM.
  7. Introduction aux méthodes d’assemblages et au transfert de cotes et de référentiels. Introduction à la conception d’outillage pour la fabrication, l’assemblage et la vérification des composantes mécaniques. Techniques de mesure des capacités des procédés industrielles (études à court à terme et études à long terme).
  8. Techniques de mesure spécialisées : mesure des filets, engrenages et du fini de surface (ASME Y14.36).
  9. La science de la mesure : types et caractéristiques des appareils de mesure. Source des erreurs. Évaluation des erreurs et des incertitudes de mesure. Analyses statistiques (biais, linéarité et R&R.
  10. Propagation d’incertitude dans les modèles d’ingénierie (fonction de mesure, incertitudes standards, sans corrélation).
  11. Les indices de capabilité et de performance d’un procédé (indice de variation, de localisation, tolérancement statistique, etc.).



Laboratoires et travaux pratiques

 

 

Semaine

Lundi

Mardi

Mercredi

Jeudi

Vendredi

Samedi

1.

2 janvier

3 janvier

4 janvier

5 janvier Début H2023

6 janvier
Cours 1

7 janvier

2.

9 janvier

10 janvier
Lab. 0 (A1212/D4017)

11 janvier

12 janvier

13 janvier
Cours 2

14 janvier

3.

16 janvier

17 janvier
TD 1 (A1212/D4017)

18 janvier

19 janvier

20 janvier
Cours 3

21 janvier

4.

23 janvier

24 janvier
TD 2 (A1212/D4017)

25 janvier

26 janvier

27 janvier
Cours 4

28 janvier

5.

30 janvier

31 janvier
Lab. 1 (A1260)

1er février

2 février

3 février
Cours 5

4 février

6.

6 février

7 février
TD 3 (A1212/D4017)

8 février

9 février

10 février
Cours 6

11 février

7.

13 février

14 février
TD 4 (A1212/D4017)

15 février

16 février

17 février
Cours 7

18 février

8.

20 février

21 février
TD 5 (A1212/D4017)

22 février

23 février

24 février
INTRA

25 février

9.

27 février
Relâche

28 février
Relâche

1er mars
Relâche

2 mars
Relâche

3 mars
Relâche

4 mars
Relâche

10.

6 mars

7 mars
Lab. 2 (A1212/D4017)

8 mars

9 mars

10 mars
Cours 8

11 mars

11.

13 mars

14 mars
Lab. 3 (A1260)

15 mars

16 mars

17 mars
Cours 9

18 mars

12.

20 mars

21 mars
TD 6 (A1212/D4017)

22 mars

23 mars

24 mars
Cours 10

25 mars

13.

27 mars

28 mars
Lab. 4 (A1260)

29 mars

30 mars

31 mars
Cours 11

1er avril

14.

3 avril

4 avril
TD 7 (A1212/D4017)

5 avril

6 avril

7 avril
Congé férié

8 avril

Congé férié

15.

10 avril
Congé férié

11 avril

12 avril

13 avril
Horaire du lundi

14 avril
Cours 12

15 avril
Fin des cours

 

Période d’examens finaux : du 17 au 27 avril 2023

 

Fin de la session d’hiver 2023 : 27 avril 2023.

 

Date limite pour déposer une demande de révision de note de la session d’hiver 2023 : 26 mai 2023.

 

 

 

 

 




Utilisation d'outils d'ingénierie

Matlab

MiniTAB (statistique)

Innovmetric, Polyworks Inspector (manipulation d'un nuage de points)

Catia ou Solidworks (modleur)




Évaluation

 

Rapports de laboratoires (3)     5 pts/lab.

 15%

Deux devoirs

 20%

Examen Intra

 30%

Examen Final portant sur toute la matière du cours

 35%




Double seuil
Note minimale : 50



Date de l'examen final
Votre examen final aura lieu pendant la période des examens finaux, veuillez consulter l'horaire à l'adresse suivante : http://etsmtl.ca/Etudiants-actuels/Baccalaureat/Examens-finaux


Politique de retard des travaux
Tout travail (devoir pratique, rapport de laboratoire, rapport de projet, etc.) remis en retard sans motif valable, c’est-à-dire autre que ceux mentionnés dans le Règlement des études (1er cycle, article 7.2.7 b / cycles supérieurs, article 6.5.4 b) se verra attribuer la note zéro, à moins que d’autres dispositions ne soient communiquées par écrit par l’enseignant dans les consignes de chaque travail à remettre ou dans le plan de cours pour l’ensemble des travaux.



Absence à un examen
Dans les cinq (5) jours ouvrables suivants, la tenue de son examen, l’étudiant devra justifier son absence d’un examen durant le trimestre auprès de la coordonnatrice – Affaires départementales qui en référera au directeur du département ou du SEG. Pour un examen final, l’étudiant devra justifier son absence auprès du Bureau du registraire. Dans tous les cas, l’étudiant doit effectuer sa demande en complétant le formulaire prévu à cet effet qui se trouve dans son portail Mon ÉTS/Formulaires. Toute absence non justifiée par un motif majeur (maladie certifiée par un billet de médecin, décès d’un parent immédiat, Activité compétitive d’un étudiant appartenant à un club scientifique ou un club sportif d’élite de l’ÉTS ou au programme « Alliance sport étude » ou autre) à un examen entraînera l’attribution de la note zéro (0).



Plagiat et fraude
Les clauses du « Règlement sur les infractions de nature académique de l’ÉTS » s’appliquent dans ce cours ainsi que dans tous les cours du département. Les étudiants doivent consulter le Règlement sur les infractions de nature académique (https://www.etsmtl.ca/docs/ETS/Gouvernance/Secretariat-general/Cadre-reglementaire/Documents/Infractions-nature-academique ) pour identifier les actes considérés comme étant des infractions de nature académique ainsi que prendre connaissance des sanctions prévues à cet effet.  À l’ÉTS, le respect de la propriété intellectuelle est une valeur essentielle et les étudiants sont invités à consulter la page Citer, pas plagier ! (https://www.etsmtl.ca/Etudiants-actuels/Baccalaureat/Citer-pas-plagier).



Documentation obligatoire

Antoine TAHAN, Notes de cours, MEC602 (édition 2020) – Tolérancement et métrologie tridimensionnelle, ÉTS, 2017.

D’autres documents seront accessibles à partir du site Moodle du cours




Ouvrages de références

  1. Drake, P. Jr., « Dimensioning and Tolerancing Handbook », McGraw Hill, 2000.
  2. ASME Y14.5 (2009 et 2018), Y14.5.1, Y14.8, Y14.36, Y14.41, Y14.42, Y14.43, ASME Press.
  3. Busch, T., Harlow, R., « Fundamentals of Dimensional Metrology », Delmar Publishers, 1998.
  4. Foster, L.W., « Geo-Metrics IIIm », Addison-Wesley, 1994.
  5. Goody, G., « Geometric Dimensioning & Tolerancing », Prentice-Hall, 1995.
  6. Fisher, B. « IHS Drawing Requirements Manual (DRM) », 11th edition, HIS, 2008.
  7. ISO 8015, ISO 1101, ISO 5458, ISO 5459, ISO 1660, ISO 2768, ISO 10578, ISO 10579, Tolérances géométriques. International Standard Organisation.
  8. ISO 21747, Statistical methods. « Process performance and capability statistics for measured quality characteristics ». International Standard Organisation, 42 p., 2006

La section Références de votre plan de cours mentionne une ou plusieurs normes de l’ASME, les éditions les plus récentes des normes ASME sont maintenant disponibles en format électronique dans la collection de la bibliothèque (consultation en ligne). Accès à partir de la section Bases de données spécialisées du site Web de la bibliothèque :

 




Adresse internet du site de cours et autres liens utiles

https://ena.etsmtl.ca/course/view.php?id=15725




Autres informations

 

Semaine

Lundi

Mardi

Mercredi

Jeudi

Vendredi

Samedi

1.

2 janvier

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5 janvier Début H2023

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Lab. 0 (A1212/D4017)

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Cours 3

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4.

23 janvier

24 janvier
TD 1 (A1212/D4017)

25 janvier

26 janvier

27 janvier
Cours 4

28 janvier

5.

30 janvier

31 janvier
TD 2 (A1212/D4017)

1er février

2 février

3 février
Cours 5

4 février

6.

6 février

7 février
Lab. 1 (A1260)

8 février

9 février

10 février
Cours 6

11 février

7.

13 février

14 février
TD 3 (A1212/D4017)

15 février

16 février

17 février
Cours 7

18 février

8.

20 février

21 février
TD 4 (A1212/D4017)

22 février

23 février

24 février
INTRA

25 février

9.

27 février
Relâche

28 février
Relâche

1er mars
Relâche

2 mars
Relâche

3 mars
Relâche

4 mars
Relâche

10.

6 mars

7 mars
Lab. 2 (A1212/D4017)

8 mars

9 mars

10 mars
Cours 8

11 mars

11.

13 mars

14 mars
TD 5 (A1212/D4017)

15 mars

16 mars

17 mars
Cours 9

18 mars

12.

20 mars

21 mars
Lab. 3 (A1260)

22 mars

23 mars

24 mars
Cours 10

25 mars

13.

27 mars

28 mars
TD 6 (A1212/D4017)

29 mars

30 mars

31 mars
Cours 11

1er avril

14.

3 avril

4 avril
Lab. 4 (A1260)

5 avril

6 avril

7 avril
Congé férié

8 avril

Congé férié

15.

10 avril
Congé férié

11 avril
TD 7 (A1212/D4017)

12 avril

13 avril
Horaire du lundi

14 avril
Cours 12

15 avril
Fin des cours

 

Période d’examens finaux : du 17 au 27 avril 2023

 

Fin de la session d’hiver 2023 : 27 avril 2023.