Méthodes d’essai de haute technologie pour l’aviation

TÂCHE

Contrôle par ultrasons robotisé de composants composites

La société britannique Ultrasonic Sciences Ltd. (USL) construit des systèmes pour le contrôle par ultrasons de composants et de structures tels que les fuselages d’avions. Pendant les essais, deux robots avec un total de 18 axes doivent être coordonnés et synchronisés, avec une précision maximale dans des conditions humides. Les exigences les plus élevées sont placées sur la précision, c’est là que les robots à six axes Stäubli dans la conception HE excellent.

Lorsqu’ils sont utilisés dans des applications critiques, les composants composites renforcés de fibres doivent être testés pour détecter les défauts tels que la délamination ou les inclusions de gaz. Cela se fait avec une méthode ultrasonique utilisant l’eau comme substance porteuse. Les petites pièces sont testées au bain-marie. Les composants plus gros, tels que les demi-coques de fuselage d’avion, sont exposés simultanément des deux côtés à des jets d’eau en mouvement synchronisés, qui doivent entrer en contact avec les deux côtés en même temps et au même angle. Cela nécessite le contrôle et la coordination de mouvements multiaxes avec la plus grande précision.

SOLUTION

Robots couplés avec 18 axes synchronisés

Dans les systèmes à ultrasons d’USL, ces mouvements sont effectués par deux robots à six axes Stäubli TX200L HE, chacun se déplaçant sur un axe linéaire. Le « L » signifie « longue portée ». Ces robots sont équipés d’un bras plus long d’une portée de 2609 mm, ce qui leur permet d’inspecter de grandes pièces de fuselage. La désignation « HE » indique les robots conçus pour être utilisés dans des environnements humides.  

Les deux robots, synchronisés via leurs systèmes de commande, effectuent leurs tâches avec la plus grande précision. Le parallélisme et la perpendicularité répondent aux exigences strictes de l’application. Les contrôleurs de robots Stäubli s’interfacent avec le contrôleur multi-axes « maître » d’USL, un Omron CK3E PMAC, qui contrôle jusqu’à 32 axes simultanément : six axes de robot par côté, un septième axe linéaire et un huitième pour les effecteurs finaux motorisés dynamiques. Avec le système de commande de pompe, cela représente un total de 18 axes contrôlés par système d’essai. Malgré la complexité de ce processus, les utilisateurs peuvent configurer eux-mêmes les tests pour de nouveaux types de composants à l’aide du logiciel de scanner d’USL.

UTILISATION PAR LE CLIENT

Une précision impressionnante

Le test d’un tel système sans composants montre avec quelle précision les robots, ainsi que l’axe linéaire et les périphériques, fonctionnent. Les deux robots Stäubli effectuent alors des mouvements complexes, parfaitement synchronisés ou opposés, non seulement sur tous leurs propres axes, mais aussi sur le septième axe linéaire. Ils se déplacent de manière à ce que les deux jets d’eau de leurs outils se rencontrent exactement au milieu, formant une fontaine en forme de parapluie, centrée précisément entre les jets d’eau et alignée verticalement. Cela fait une démonstration visuelle impressionnante de leur précision. Et les fabricants de composants composites peuvent être sûrs que la moindre irrégularité sera détectée.