SPIE innove dans le perçage/rivetage robotisé « full electric »

Concepteur et fabricant de machines de perçage/rivetage automatisées pour l’industrie aéronautique, SPIE a développé depuis 1996 une gamme complète de machines,  allant de solutions semi-automatiques sous le label Preca aux machines 5 axes de grandes dimensions sur une plage d’écrasement de 7 à 14 tonnes. En 2017, le fabricant propose une machine de nouvelle génération à porteur robotisé couplé à un « C » de rivetage full electric alliant précision et haute dynamique. Une rupture technologique pleinement orientée vers l’usine du futur.

Les machines automatiques dites en « C » sont classiquement utilisées pour le perçage et la pose de fixations aéronautiques sur des sous-ensembles aussi variés que l’assemblage d’aérostructures en tôlerie fine (panneaux de fuselage), jusqu’à la réalisation de sous-ensembles structurels (caisson central, voilures…). Le porteur 5 axes permet de positionner trou à trou la pièce dans l’axe de la machine de rivetage qui réalise ensuite à haute vitesse les opérations séquencées : le perçage/fraisurage, la pose de mastic d’étanchéité, l’insertion de la fixation et le sertissage sous effort.

Le choix stratégique de la robotisation

Dans le cadre de ce nouveau développement pour le rivetage automatique de portes passagers d’avions, Spie a fait le choix de concevoir une machine sur base d’un porteur robot polyarticulé 6 axes qui présente, outre des avantages technico-économiques, une grande  flexibilité sur la gestion des trajectoires sur des pièces complexes. De plus, le choix d’un robot présente des avantages de souplesse naturelle permettant la génération de compliances nécessaires sur un cycle automatique de rivetage pendant les séquences d’écrasement.

Mais les enjeux concernent principalement les stratégies de recalage entre le robot et la machine pour la maîtrise des tolérances de positionnement, ainsi que l’autocorrection dynamique à chaque perçage de l’axe d’orthogonalité. Cette correction agit directement sur les tolérances de désaffleurement des têtes de rivets positionnés sur des surfaces aérodynamiques. Les équipes R&D de Spie ont ainsi développé des protocoles adaptés sur base de profilométrie laser de haute résolution qui répond parfaitement aux exigences aéronautiques, ainsi que des dialogues d’échanges spécifiques entre le robot et le « C » de rivetage via la commande numérique.

Une démarche innovante full electric

La prédominance actuelle de matériaux composites CFRP sur les avions ne permet plus l’emploi d’actionneurs hydrauliques sur les machines en raison principalement du risque de fuites d’huile. Spie s’est donc orienté vers une conception d’axes machine tout électriques, concernant notamment les cinématiques d’écrasement des rivets. Et c’est précisément la gestion de ces actionneurs à haute vitesse sous effort qui a nécessité le développement d’algorithmes particuliers, source du savoir-faire.

Cette machine se distingue également par une technologie d’enrobage du mastic d’étanchéité autour du rivet avant son insertion dans l’alésage. Cette particularité, exigée par l’avionneur et délicate dans sa mise en œuvre quand il s’agit d’opérations manuelles, permet de franchir une nouvelle étape dans les procédés de rivetages robotisés par la fiabilisation des process.

À travers ces différentes innovations, Spie étend désormais son offre en compatibilité avec les exigences techniques et les cadences soutenues des avions de demain. Une transposition de ces  technologies est d’ores et déjà programmée sur une future machine 5 axes en écrasement à 12 Tonnes également full electric. Entre ces développements spécifiques d’avant-garde et une gamme de  machines séries, Spie présente une expertise technique unique et reconnue.

 N°90 Juin 2017