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Un Laser Tracker corrige la position exacte de robots dans l’industrie aéronautique

Avec l’A350, c’est une autre paire de manches. Chaque fuselage est fourni avec des profilés, plus précisément des raidisseurs lisses, pour le renforcement. Jusqu’ici, ces éléments étaient principalement constitutes d’aluminium. En général, on les positionne manuellement au-dessus des trous pratiqués par une fraiseuse. Avec l’A350, principalement constitué de plastique renforcé de fibre de carbone (CFP), cette méthode est inapplicable. Comme le matériau durcit à l’autoclave, dans un four sous pression, un perçage est impossible.

En tant que fournisseur d’aérostructures, l’avionneur livre de grandes pièces pour la nouvelle génération de long-courriers Airbus, dont le baptême de feu est prévu pour la mi-2013. Cette fourniture englobe tout le fuselage avant. « Les raidisseurs doivent être fixés avec précision pour exclure une degradation ultérieure de la qualité. Un positionnement manuel s’avère peu rentable, étant donné qu’on sera amené à construire jusqu’à 13 avions de ce type par mois. Notre objectif est d’automatiser aussi l’assemblage de l’avion à l’aide de robots. Pour cela, il est cependant nécessaire que le robot travaille avec la meme précision qu’une fraiseuse », précise Lewerenz.

En d’autres termes, pour ne pas compromettre les processus de fabrication et d’assemblage consécutifs, la mise en place des raidisseurs pour l’A350 XWB (qui peuvent avoir 18 m de long) doit s’effectuer avec une tolérance de ± 0,3 mm dans l’axe circonférentiel et avec une tolérance de ± 1 mm dans l’axe longitudinal. Après les premières expériences, le désenchantement a régné à Nordeham. Le premier robot était supposé se déplacer sur 3 000 mm, mais s’arrêtait au bout de
2 997 mm. Le deuxième effectuait toujours un déplacement excessif de 1,5 mm. « Une différence de 0,1 % semble minime à première vue, mais l’imprécision augmente avec la longueur du raidisseur, qui est de 18 m. C’était inacceptable », explique Lewerenz.

Le fabricant de robots Fanuc n’en était cependant pas responsable, car les valeurs obtenues correspondaient aux spécifications des robots. Cela signifie que les robots travaillent avec une moins grande précision que les fraiseuses car ils réagissent aux changements de poids et de force, ce qui conduit à des écarts. L’industrie automobile a recours à l’apprentissage pour amener les robots à exécuter les mouvements, mais Lewerenz a écarté cette possibilité : « La technologie système est prévue pour 800 avions en tout. Réaliser des modèles pour l’apprentissage est impossible du point de vue économique. C’est pourquoi Premium Aerotec part du principe que les machines sont entièrement programmées hors ligne pour que tout fonctionne bien pendant la fabrication. »

L’équipementier aérospatial a commencé à chercher une solution pour placer les robots à la position correcte sans phase d’apprentissage, après quelques mesures correctives. Il fallait un système qui pouvait être monté monte sur la tête du robot. Avec le Leica Absolute Tracker, une caméra (la Leica T-Cam) et un Leica T-Mac, il est possible d’acquérir simultanément les coordonnées 3D d’un point et son orientation dans l’espace (i, j, k; c’est-à-dire roulis, tangage et lacet). Ceci est important parce qu’une surveillance 6D du robot est nécessaire (il a six degrés de liberté). Il faut donc non seulement surveiller la position de la tête du robot, mais aussi son orientation. . . . .

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