Un nouvel ensemble d’outils avec suivi laser réduit les erreurs lors de l’assemblage de grands prototypes
Comme de nombreux autres produits, la conception et la fabrication d’avions comprennent une étape de prototypage dans laquelle les composants doivent être construits et assemblés pour les tester «en vrai». Contrairement à la plupart des autres produits, les composants à assembler dans le prototype final sont énormes – par exemple 3 m x 8 m. Vous ne pouvez pas simplement les poser sur un établi et sortir tournevis et perceuse. Financé dans le cadre de l’initiative technologique conjointe Clean Sky 2, le projet WINBOXTOOL a développé une machine tout-en-un et une technologie de fabrication additive pour réduire la durée et les coûts et améliorer la modularité associée à l’assemblage et au transport de l’ailette déformable et des volets extérieurs multifonctionnels de la prochaine génération d’aile optimisée. Elle sera également applicable à d’autres grandes structures comme les éoliennes ou les trains.
La cellule robotisée fait mouche grâce à la visée laser
La machine intègre les composants de fabrication et les machines nécessaires à la fabrication d’un produit fini et comprend des outils de découpe, des matrices, des gabarits et des moules. Ses performances sont essentielles à la qualité et à l’acceptation du produit final. Comme l’explique le coordinateur du projet, José Antonio Dieste, «WINBOXTOOL a fourni une cellule robotique tout-en-un capable de tenir et de positionner n’importe quel outil avec une très grande précision, répétabilité et flexibilité en grande partie grâce à la visée laser et aux algorithmes de correction en temps réel. Les nouveaux concepts d’outillage et l’assemblage d’outils robotiques de haute précision minimisent les coûts et la durée.» Les réflecteurs situés à la fois dans la cellule robotique et à la surface de l’ensemble d’outils prototypes sont utilisés pour automatiser les tâches manuelles ainsi que pour suivre les gros composants tout au long du processus et corriger les erreurs. Dans le premier cas, un opérateur «forme» le système robotique en simulant l’utilisation d’outils équipés de capteurs de position. Le système laser suit l’outil et les données stockées facilitent le développement de trajectoires et d’algorithmes de correction en temps réel de sorte que le robot puisse se charger de tâches auparavant manuelles avec une grande précision. Dans ce dernier cas, un suivi permanent lors de l’assemblage des pièces moyennes et grandes permet la création et l’utilisation d’une conception assistée par ordinateur du groupe d’outils d’assemblage de machines pour la production d’assemblage de prototypes et pour la fabrication de l’outil d’assemblage. Enfin, la nouvelle machine robotisée tout-en-un assure la tenue et le positionnement de n’importe quel outil. Tous les outils à assembler ont un connecteur mâle tandis que la bride de la cellule robotique a un connecteur femelle. José Antonio Dieste élabore: «Le système de changeur d’outils de haute précision permet d’assembler tout type d’appareil sur le point central du robot outil (TCP) et de tenir une perceuse ou une torche de soudage. Le TCP peut être positionné sur sa pièce avec une marge d’erreur inférieure à 50 microns, et inférieure à 100 microns même lorsqu’il est soumis à des forces de fraisage et de coupe à grande vitesse.»
Les ailes et au-delà
José Antonio Dieste résume: «WINBOXTOOL exploite la coopération homme-robot dans une solution abordable pour l’assemblage et le transport polyvalent, précis et économique de grandes pièces. En plus de sa pertinence pour les secteurs de l’aérospatiale et de la défense, cela ouvre une voie d’application aux industries telles que l’automobile et les chemins de fer, la construction, l’énergie et les infrastructures.» La réduction de la durée et des coûts des projets dans ces secteurs bénéficiera aux fabricants et aux citoyens de l’UE, ce qui permettra de réaffecter des fonds à d’autres projets et de rendre des produits précieux disponibles plus rapidement.
Mots‑clés
WINBOXTOOL, outil, assemblage, robotique, outillage, précision, laser, fabrication, prototype, aérospatiale, TCP, bride, trajectoires, capteur, ailette déformable, caisson d’aile, centre d’outil, conception assistée par ordinateur, fabrication additive
