Thème 3 : Automatisation des procédés de fabrication et de contrôle

Thème 3 : Automatisation des procédés de fabrication et de contrôle

Denis Eymard (CETIM) / Steve Mahaut (CEA)

28 / SEPTEMBRE / 2016 2Denis Eymard (CETIM) / Steve Mahaut (CEA)/

Assistance opérateurcognitive

Assistance opérateurphysique

Automatisation de Procédés de

fabrication et contrôle

Usine flexible digitale

28 / SEPTEMBRE / 2016

Programme T3 | Automatisation de procédés de fabrication et de contrôle

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Enjeux

Programme

• Améliorer la qualité des produits

• Améliorer la performance des procédes

• Contrôle en ligne de production par utilisation de technologies

de Contrôle Non Destructif

• Contrôle en ligne de procédé et pilotage en temps réel (Serrage, Soudage, Emboutissage…)

• Inspection automatique en ligne (Étanchéité, Assemblage, Contrôle dimensionnel…)

• Automatisation/Robotisation de procédé de fabrication

• Contrôle en effort actif

• Couplage avec des systèmes de vision

• Robotisation d’opération de Parachèvement, Serrage, Soudage…

• Intégration de la chaîne numérique

• Couplage avec des outils de modélisation et simulation

• Génération automatique de rapport de contrôle

• Génération de commande…

Denis Eymard (CETIM) / Steve Mahaut (CEA)/


Moyen de serrage asservi à l’effort de serrage par ultrasons

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Disposer d’un moyen de serrage portatif intégrant un capteur ultrasonore sans contact et sans couplant permettant un asservissement à l’effort de serrage pour Maîtriser l’effort de serrage

Avant Projet : Faisabilité et Identification d’un fabricant de visseuse

partenaire du projet



Vissage robotisé

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• Réaliser un démonstrateur permettant de rendrele vissage plus robuste par la surveillance process

• Eliminer le risque lié aux facteurs humains (oubli d’une vis, serrage partiel),• Assurer la traçabilité de ce qui a été réalisé.• Permettre l’optimisation du processus de serrage (gain en temps de cycle)• Réduire les TMS

combinaison d’une solution automatisée etde moyens de

vissage asservis

Avant Projet : Benchmark de solutions technologique s et faisabilité sur une application industrielle


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Le batch 2 développera les solutions retenues en phase de faisabilité pour réaliser

les démonstrateurs


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Autres projets en cours d’instruction


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Appareil robotisé dédié à l’analyse de contraintesrésiduelles

• Des projets d’automatisation peuvent être menés dans le cadre de Factory Lab en développant des interactions entre X-Raybot et d’autres systèmes existant, par exemple

• X-Raybot pourrait être installé sur une ligne deproduction et contrôler les contraintes résiduellestoutes les X pièces afin de vérifier qu’aucunedérive n’a lieu dans le process de fabrication.

Caractérisation des pièces

Mesure des contraintes résiduelles



Méthodes non polluantes pour la détection de défautssurfaciques

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• Des projets démontrant les performances de solutions alternatives au ressuage (méthode polluante, manuelle, à faible valeur ajoutée) peuvent être menés

• Des capteurs de type multi-éléments flexiblesélectromagnétiques ont déjà été évalués surdes applications, notamment aéronautiques

Contrôle Santé matière

Détection de défauts

surfaciques

Photo de l’aubesous binoculaire

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Cartographie CF



Caractérisation de la profondeur de trempe parultrasons

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• La pratique actuelle consiste en des analyses destructives coûteuses (arrêt production et analyse opérateurs), par prélèvement (pas nécessairement représentatives)

• Des mesures de bruit ultrasonore rétrodiffusésavec capteurs multi-éléments flexibles peuventfournir une évaluation non destructive

Réponse ultrasonore

micrographie

Caractérisation matériaux

Mesure de la profondeur de

trempe



Maîtrise des procédés de mise en forme etassemblage de tôles

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• La pratique actuelle consiste en des analyses destructives par prélèvement

• Des méthodes non destructives peuvent êtremises en œuvre :• En amont (caractérisation matériaux, méthodes

électromagnétiques)• Pendant la mise en forme (émission acoustique)• Après assemblage (exemple points soudés) par

ultrasons


&Suivi de Process

&Santé matière



Contrôle des soudures

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• La pratique actuelle consiste à réaliser des tirs radiographiques (déplacement des tuyauteries, radioprotection, analyse…) : Délais importants.

• Des méthodes utrasonores (porteurs agiles etversatiles), multi-éléments (imagerie rapide)associées à la simulation autorisent desdiagnostics rapides, même pour desgéométries complexes (ex piquage)

Santé matière



Détection de brûlures de rectification

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• La pratique actuelle consiste en des attaques NITAL (95%) ou analyse Barkhausen (5%).

• Les pièces concernées sont complexes et nécessitent des manipulations longues.

• Des méthodes électromagnétiques à basede réseaux flexibles peuvent être utiliséespour mesurer les variations de signal liéesaux brulures.


Sans brulureBrulure de sur-revenue légèreBrulure légèreBrulure de sur-revenue moyenneBrulure de sur-revenue forteBrulure de retrempe



Maîtrise dimensionnelle, géométries complexes

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• Des profilométries MMT peuvent être menées, mais manque d’information quantitative pour les structures internes

• Des méthodes utrasonores avancées(imagerie haute résolution sur profil inconnu)peuvent fournir les informationsinterne/externe (avant expertise métrologique)

Contrôle dimensionnel

&Santé matière

Défauts de fabrication

Profilométrie interne et externe



Contrôle de la profondeur de cémentation / nitrurat ion

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• La pratique actuelle consiste en des analyses destructives par prélèvement

• Des méthodes non destructives électromagnétiques peuvent être mises en œuvre pour estimer :

• La profondeur de traitement• Le taux d’austénites résiduelles en

surface• La présence des réseaux de carbures• Etc.


&Suivi de Process

&Santé matière

Sonde multi technique



Vision 3D multispectrale « temps réel » pourl’industrie et la robotique

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• Certaines opérations de fabrication ou d’inspection ne peuvent pas être automatisées car les solutions de vision 3D « temps réel » du marché ne sont pas assez précises.

• Des solutions de vision 3D rapides et précises …• Jusqu’à 4 images 3D par seconde• Résolution en profondeur jusqu’à 0.2 mm @ 40 cm• Robuste sur pièces réfléchissantes

• …et une mesure spectrale permettant :• d’identifier les matériaux,• et de numériser les objets en couleurs “vraies”

(i.e. indépendamment de l’éclairage ambiant).Vision 3D

robotique & inspection 3D

en ligne


28 / SEPTEMBRE / 2016 17Denis Eymard (CETIM) / Steve Mahaut (CEA)/

Synthèse des compétences présentées aujourd’hui

Techno-providers

Programme Société Présentateur Compétences

Acquisition M2M Philippe Benoist Systèmes d’imagerie ultrasonore avancée

Simulation EXTENDE Philippe Dubois Simulation du contrôle

Robotique VLM Philippe Verlet Cellules robotisées agiles

RA DIOTA Lionel Joussemet La Réalité Augmentée pour l’opérateur industriel

Matériaux MRX Fadi Hermès Système de mesures de contraintes robotisé

Vision industrielle TRIDIMEO David Partouche Système de vision multispectrale rapide et précise

Documents

Thème 3 : Automatisation des procédés de fabrication et de contrôle