- MBDA souhaitait robotiser certaines opérations de nettoyage de moules nécessaires à la fabrication de pièce en petites séries, voire à l’unité.
- Le spécialiste de la conception de missiles et de systèmes de missiles a mis en œuvre une application de programmation par apprentissage développée Fuzzy Logic Robotics.
- Cette solution permet aux opérateurs de programmer les mouvements du robot par apprentissage à partir du jumeau numérique de la cellule robotisée.
Sur son site de Bourges, dédié à la fabrication mécanique (métallique et matériaux composites) et l’assemblage électromécanique d’équipements de missiles tactiques, MBDA produit de petites séries de pièces composites nécessitant la mise en œuvre de moules. Chaque moule est décapé manuellement avant d’être utilisé en production. Cette opération est complexe du fait de la diversité et du grand nombre de pièces à traiter. Les pièces de chaque série peuvent en outre présenter un encrassement variant tant par sa localisation que son niveau. Le processus de nettoyage est fastidieux et exige la protection de l’opérateur des substances toxiques auxquels il est exposé.
« Nous souhaitions pouvoir robotiser ce type de tâches qui sont à l’origine de troubles musculo-squelettiques chez nos opérateurs avec une solution présentant l’agilité nécessaire à la prise en charge de la fabrication de pièces en très petites séries voir à l’unité, en limitant au strict minimum les coûts non récurrents de programmation. La programmation d’un robot pour la définition des trajectoires d’un laser de décapage n’est pas adaptée au traitement de petites séries car elle est chronophage et coûteuse. Elle implique, de plus, l’intervention d’un roboticien”, explique Vincent Rafin, responsable projet Usine du Futur.
MBDA a donc fait appel à Meliad, spécialisé de la préparation de surface et du décapage par procédé laser dans le secteur aéronautique et au fabricant de robots Stäubli pour développer une solution qui réponde à ses attentes. Stäubli a alors recommandé l’utilisation de la solution de programmation proposée par Fuzzy Logic Robotics. Cette solution vise à simplifier les opérations de programmation, d’intégration et de déploiement d’applications robotisées grâce au logiciel Fuzzy Studio qui permet la mise en service de robots avec un seul et même outil quel qu’en soit le fabricant du robot. Cette solution fournit une représentation numérique de l’installation robotique. Ce jumeau numérique peut ainsi être manipulé par un opérateur via une interface graphique.
Fuzzy Logic a donc développé, en coopération avec MBDA, une extension de son logiciel Fuzzy Studio. Un dispositif d’apprentissage portable, mis en œuvre par l’opérateur grâce à son savoir-faire métier, vient apprendre le premier tracé du laser de décapage au logiciel Repplix. Le dispositif d’apprentissage de la trajectoire du laser par le robot étant est représentatif de l’outil réel et n’est pas directement lié au robot. Les gestes techniques de l’opérateur peuvent donc être effectués avec aisance. L’opérateur gère lui-même l’exécution et la planification du mouvement à l’aide du logiciel et des alertes paramétrées.
Un jumeau numérique de l’installation robotique créé dans Fuzzy Studio permet la surveillance des collisions et la validation de la faisabilité des trajectoires dans l’environnement du robot. La capture de la trajectoire associe plusieurs paramètres du process tels que le déclenchement du laser et sa puissance. L’opérateur, non roboticien, peut aussi modifier les paramètres de trajectoire et process via l’interface graphique, y compris après la phase d’apprentissage. A partir de ce jumeau numérique, le cycle de travail est ensuite lancé. Le robot manipule le laser de décapage selon la trajectoire apprise par l’opérateur. La vitesse à laquelle le robot opère, qui peut différer de celle de la phase d’apprentissage, est ajustée directement par le logiciel. Le cycle de nettoyage est réalisé en autonomie par le robot, sans nécessiter de surveillance de la part de l’opérateur. Quelques minutes suffisent pour renouveler l’opération de programmation du robot à chaque nouvelle série de moules. Le temps de programmation de l’opération de nettoyage de moule a ainsi été significativement réduit, passant de plusieurs heures à seulement quelques minutes. L’automatisation du nettoyage permet également de gagner en productivité tout en diminuant les risques pour l’opérateur.
La solution développée permet d’exécuter les opérations de nettoyage avec une précision de l’ordre du millimètre. Elle est cependant capable d’aller au-delà pour les applications futures plus exigeantes en terme de précision.
« Cette brique technologique, qui est duplicable, sera disponible pour ce premier cas d’usage au premier trimestre 2022. De plus, son extension à de nouvelles applications est déjà en cours pour notamment des opérations de sablage, de peinture, de soudage ou de découpe au jet d’eau. Toutes applications nécessitent la programmation de trajectoires complexes d’outils conventionnels. Leur robotisation réclamerait du personnel fortement qualifié et beaucoup de temps de programmation. Les coûts seraient donc très élevés. La solution Repplix nous offre la possibilité de les automatiser de manière rentable», conclut Nicolas Gautier, Référent Technique Robotique chez MBDA.