La programmation des robots utilisée pour l’enlèvement complexe de matière

Profil du client

AV&R Robotics est un chef de file en matière d’automatisation industrielle, offrant des solutions d’automatisation intelligentes qui permettent d’optimiser les procédés de fabrication et le contrôle de la qualité. La société a développé une expertise très diversifiée pour permettre aux robots d’effectuer des tâches complexes traditionnellement effectuées uniquement par des personnes, atteignant une répétabilité élevée, une vitesse accrue et une précision améliorée dans des tâches d’usinage comme l’ébavurage, le polissage, le profilage, le meulage, le bufflage, le détourage et le coupage.

La société se distingue en proposant des solutions hautement perfectionnées qui intègrent une connaissance approfondie du processus d’usinage pour donner une sélection optimisée d’outils et d’abrasifs et un contrôle sophistiqué du robot. Cela se traduit ainsi non seulement par une cellule robotisée, mais aussi par un processus de fabrication intégré pour les pièces usinées des plus simples aux plus complexes.

Dans l’industrie aérospatiale, l’expertise d’AV&R a été appliquée à des projets de fabrication et d’assemblage de pièces de structure de moteur immobiles, comme des chambres de combustion, des aubes de turbines et d’autres pièces mobiles.

Contexte

Difficile de trouver plus complexe que l’ébavurage des chambres de combustion des moteurs d’avion, qui exige le traçage détaillé de trajectoires sur plus de 600 caractéristiques à l’aide de trois ou quatre outils différents sur chacune. En 2006, AV&R a conçu la cellule et a mis au point le processus pour une telle chambre. Le robot a été programmé manuellement à l’aide d’une console d’apprentissage, un travail minutieux effectué par une équipe de cinq techniciens et nécessitant environ 900 heures de travail. Les clients d’AV&R du secteur de l’aérospatiale exigent ce qu’il y a de mieux en matière d’usinage de haute précision répétable, mais ils subissent également une pression extrême d’accélérer le lancement de nouveaux produits. « Nous devions raccourcir le cycle d’apprentissage des trajectoires; il devait bien exister une meilleure façon », a déclaré François Arrien, directeur de l’enlèvement de matière robotique, à AV&R.

Solution

Lorsque son client est revenu chercher une deuxième cellule robotisée pour un nouveau produit, M. Arrien a proposé à Jabez Technologies d’apporter Robotmaster dans son atelier. Robotmaster est un logiciel de fabrication assistée par ordinateur (FAO) qui crée le code de programme de robot à 6 axes hors ligne, directement à partir de fichiers de conception CAO. En plus de la possibilité de permettre des gains de temps considérables, Robotmaster était également compatible avec les robots de la plupart des grands fabricants, une considération importante, car la stratégie d’AV&R pouvait ainsi continuer d’offrir la solution optimale en matière de matériel pour la situation donnée, quel que soit le fournisseur.

Confirmation des résultats

La première application de Robotmaster représentait un double défi, car l’équipe devait intégrer l’utilisation de Robotmaster à ses opérations à la volée et encore améliorer le temps de mise au point pour répondre à l’échéancier serré de leur client. Néanmoins, même pour cette première utilisation, la programmation a été achevée en la moitié du temps et par une équipe de deux personnes au lieu de cinq par rapport au projet précédent. « Nous nous attendons à être en mesure de réduire le temps de moitié encore une fois, soit un total de 75 % d’économie, sur les travaux futurs, maintenant que nous avons entièrement intégré Robotmaster dans notre processus de conception. » a déclaré M. Arrien. AV&R a trouvé d’autres avantages à l’utilisation de Robotmaster en plus de l’économie de temps :

• Grande précision et précision de la répétabilité : À l’aide de méthodes conventionnelles, les ingénieurs d’AV&R ont calculé l’angle d’approche ou d’autres paramètres de trajectoire souhaités, mais ils dépendaient ensuite de leur dextérité manuelle pour le reproduire sur le robot au moyen de la console d’apprentissage. Robotmaster a donné la trajectoire désirée et le positionnement avec précision chaque fois.
• Réglage et changement simples : Avec une programmation manuelle, la décision d’opter pour un angle d’attaque de 30° plutôt que l’angle de 25° déjà programmé signifie qu’il faut refaire le processus avec console d’apprentissage afin d’apporter la modification. Grâce à Robotmaster, l’ingénieur n’a eu qu’à entrer de nouveau l’angle désiré et le travail était fait, et ce, pour toutes les fonctions.
• Programmation hors ligne : Avec Robotmaster, AV&R pouvait commencer à programmer hors ligne un nouveau produit pour la cellule sans interrompre la production en cours dans l’atelier du client, sauf au moment du dernier essai et des réglages de précision. Le lancement de nouveaux produits se fait maintenant en parallèle plutôt que d’être une opération séquentielle.
• Meilleure utilisation des compétences : Les techniciens de conception mécanique d’AV&R peuvent se charger de la programmation de la trajectoire d’un robot au moyen des outils de CAO/FAO pour lesquels ils sont qualifiés. En fin de compte, AV&R s’attend à ce que ses clients soient en mesure de prendre eux-mêmes le contrôle de la reprogrammation des nouveaux produits sur leurs cellules robotisées installées.

Antoine Lizotte, ingénieur de programmation des robots, ajoute : « Avant, la programmation signifiait ramper à quatre pattes autour de la cellule robotisée pour guider et observer le mouvement du robot. Maintenant, la trajectoire est contrôlée exactement comme je l’avais prévu, et je travaille à partir de l’écran de l’ordinateur. Seule la mise au point finale de l’outil, son positionnement pour assurer une qualité de finition optimale, se fait sur place ».

« Ce qui différencie Robotmaster des autres solutions hors ligne, c’est que Jabez Technologies comprend vraiment ce qu’est l’usinage. Ils y sont parvenus dans le monde de la programmation CNC et ils ont transmis leur expérience du contrôle numérique de la machine dans un outil de programmation des robots qui répond vraiment aux problèmes liés à l’enlèvement complexe de matière », conclut François Arrien.