Mesures des trous de rivets, des fraisages de rivets et de l'affleurement des rivets
Système de mesure : NOVACAMTM RIVETINSPECTTM système
Mots-clés : assemblage d'aéronefs, aéronautique, aviation, rivets, boulons, éléments de fixation, fraisures, inspection industrielle 3D
Le triple défi de l'inspection du processus de rivetage
Dans l'assemblage aéronautique, le riveting est un processus de fixation en plusieurs étapes qui exige un strict respect des cahiers des charges et des normes rigoureuses d'assurance et de contrôle de la qualité. Le rivetage est également de plus en plus automatisé. Des robots dotés de changeurs d'outils automatiques alternent entre des effecteurs terminaux pour le perçage, le fraisage, la fixation et l'inspection afin de réaliser un opération qui a traditionnellement requis des compétences et une expérience humaines considérables.
Puisque des défauts peuvent survenir et surviennent effectivement à chaque étape du processus de fixation, et que l'inspection à 100 % devient de plus en plus la norme, les constructeurs aéronautiques exigent aujourd'hui que les instruments de contrôle soient performants sur les trois fronts suivants. Les instruments doivent :
- Mesurer des surfaces difficiles d'accès, comme l'intérieur des trous de rivets
- Aidez à automatiser la détection rapide des défauts sur TOUS les aspects du processus de riveting par perçage-rivetage – du perçage et du fraisage jusqu'au contrôle de l'affleurement des têtes de rivets posées.
- Être suffisamment polyvalent et robuste pour être déployé dans les procédés au sein de systèmes automatisés ou semi-automatisés directement sur la chaîne d'assemblage des avions.
Ces défis peuvent-ils être relevés par un seul instrument ?
En fait, Novacam fabrique un système de métrologie 3D sans contact, le système RIVETINSPECT, qui répond à ces trois exigences.
Le système RIVETINSPECT
- Fournit une couverture d'inspection complète des trous de rivets, des chanfreins de rivets et des têtes de rivets installées.
- Il obtient des mesures sans contact avec une précision du micron rapidement, à raison de 100 000 mesures de points 3D par seconde. Le nuage de points 3D acquis est automatiquement transmis à un logiciel de GD&T et/ou de détection des défauts pour un traitement instantané.
- Est robuste et polyvalent pour une intégration facile dans l'inspection automatisée en cours de fabrication.
Voici comment le système RIVETINSPECT répond aux défis importants énumérés ci-dessus.
Le système RIVETINSPECT comprend deux sondes d'inspection sans contact – un scanner rotatif (en bas) et un scanner à balayage galvo (en haut) – afin de garantir une inspection complète et de haute précision du processus de rivetage par perçage-remplissage.
1. Inspection des diamètres intérieurs difficiles d'accès des trous de rivets
La sonde de balayage rotatif de petit diamètre du système RIVETINSPECT pénètre facilement à l'intérieur des trous de rivets pour mesurer leur diamètre intérieur. La sonde acquiert un nuage de points 3D du diamètre intérieur, offrant ainsi aux usines d'assemblage la possibilité de
- obtenez instantanément des mesures dimensionnelles (GD&T) d'une précision micrométrique
- détecter des défauts tels que des espaces interlaminaires, des bavures ou des traces de défauts d'outillage
- mesurer la rugosité.
Les mesures sont obtenues quels que soient les matériaux de l'empilement – alliages d'aluminium ou de titane, PRFC, céramiques ou autres.
Selon l'angle inclus du chanfrein, le chanfrein peut souvent aussi être mesuré avec la même sonde rotative que celle utilisée pour le trou de rivet.
Exemples de mesures dimensionnelles : angle inclus du chanfrein, angle entre l'axe du trou de rivet et l'axe du chanfrein, et angularité du trou de rivet (par rapport à la perpendiculaire)
Identification du trou de rivet montrant un défaut de bavure et des espaces inter-laminaires
2. Détection automatisée des défauts sur TOUTES les surfaces qui comptent
Les surfaces aérodynamiques extérieures des aéronefs exigent que les têtes de rivets installées soient affleurantes. Pour contribuer à garantir cet affleurement, le scanner galvo (la 2e sonde du système RIVETINSPECT) fournit des mesures des fraisages et/ou de la zone de la tête de rivet après installation. Il effectue un balayage par le dessus selon un motif tramé (raster), couvrant typiquement une surface de 30 mm.2.
- Contrôle des fraisuresLe chanfrein noyé doit être dimensionné et incliné avec précision pour loger entièrement la tête du rivet. Si le chanfrein n'a pas déjà été mesuré avec le scanner rotatif (comme décrit ci-dessus), le scanner galvo s'en chargera. Grâce au nuage de points 3D, la conformité aux spécifications du chanfrein, telles que sa profondeur et son angle, est alors facilement vérifiée et les défauts de surface peuvent être identifiés et mesurés (voir l'image).
Fraisage conique présentant un défaut de surface (échelle en mm)
- Inspection de la zone des têtes de rivets : Des mesures de surface 3D de la zone de la tête de rivet après l'installation du rivet peuvent être utilisées pour confirmer que l'affleurement final du rivet se situe dans la plage tolérée de 0,002 pouce (50,8 microns) imposée par l'aérodynamisme. De plus, des défauts de surface autour de la tête de rivet, tels qu'une distorsion du revêtement, des dommages liés au retrait des rivets, des rayures ou d'autres types de déformation, peuvent être détectés.
Surface 3D acquise de la tête de rivière après l'installation
3. Une polyvalence totale pour une configuration en cours de fabrication directement dans l'atelier
Le système RIVETINSPECT est basé sur technologie d'interférométrie à faible cohérence. Il s'agit également d'un système modulaire à fibre optique, ce qui signifie que ses deux scanners (le scanner rotatif et le scanner galvo) sont reliés à un unique boîtier de détecteur de traitement du signal (interféromètre) par une fibre optique pouvant mesurer plusieurs mètres de long. Ainsi, les scanners s'intègrent facilement comme effecteurs d'extrémité de robots ou comme composants de vision 3D dans des systèmes automatisés ou semi-automatisés, directement sur le site de production.
Voir un liste plus complète des avantages des systèmes LCI à base de fibres NOVACAM.
Bonus supplémentaire : optimisation du moment du remplacement du trépan
En analysant les tendances de leurs données de mesure, les fabricants obtiennent des informations précieuses sur le processus de forage. En voici un exemple :
Compte tenu du coût des forets de haute précision consommables et du coût du processus de remplacement des forets, il est logique de ne remplacer les forets qu'une fois que leur efficacité s'est mesurablement détériorée.
Pour établir l'usure du foret avec le système RIVETINSPECT, la géométrie de la surface intérieure du trou de rivet 3D acquise est comparée par programme à la forme de spécification de conception du trou de rivet. L'échelle de la variation dimensionnelle suggère le moment optimal pour remplacer un foret, avant que les défauts ne commencent à apparaître. Grâce à cette approche de remplacement des forets, des économies opérationnelles sont réalisées.
Image à code couleur de la variabilité dimensionnelle entre la spécification du trou de rivet (vert) et le trou de rivet (bleu)
Liens connexes
Télécharger une note d'application détaillée “ Inspection automatisée des trous de rivets et mesure 3D ” [13 pages, PDF, 2,4 Mo] sur la manière dont le système RIVETINSPECT facilite l'inspection du processus de riveting des aéronefs
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