FR3047435A1 - Dispositif de detection de defauts de materiaux et procede s'y rapportant - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un dispositif de détection (20) pour détecter des défauts de matériau d'un matériau sans fin à base de fibres (15) pendant la pose du matériau sans fin à base de fibres (15) sur un outillage destiné à la fabrication d'une pièce composite renforcée de fibres. Il est prévu au moins un détecteur (21) auquel peut être amené en continu le matériau sans fin à base de fibres (15) pendant la pose. Le détecteur (21) est conçu pour relever la largeur de fibres du matériau sans fin à base de fibres (15) qui lui est amené. Une unité de traitement de données (22) est configurée pour détecter un défaut de matériau du matériau sans fin à base de fibres (15) en fonction de la largeur de fibres relevée du matériau sans fin à base de fibres (15).
Description
Dispositif de détection de défauts de matériau et procédé s’y rapportant L’invention concerne un dispositif de détection pour détecter des défauts de matériau d’un matériau sans fin à base de fibres pendant la pose du matériau sans fin à base de fibres sur un outillage destiné à la fabrication d’une pièce composite renforcée de fibres. L’invention concerne également un dispositif de pose de fibres destiné à assurer la pose de matériau sans fin à base de fibres et comportant un tel dispositif de détection. De même, l’invention concerne un procédé pour détecter des défauts de matériau d’un matériau sans fin à base de fibres pendant la pose du matériau sans fin à base de fibres sur un outillage destiné à la fabrication d’une pièce composite renforcée de fibres.
Des pièces en un matériau composite renforcé de fibres, à savoir des pièces composites renforcées de fibres, sont aujourd’hui incontournables dans l’aéronautique et l’aérospatial en raison de leur résistance et rigidité élevées, par unité de poids. Mais l’utilisation de tels matériaux trouve également de plus en plus d’écho dans d’autres domaines de fabrication classiques, parce qu’elle permet un gain de poids sensible pour une même rigidité et une même charge admissible. Les matériaux composites renforcés de fibres sont en conséquence particulièrement adaptés au mode de construction allégé.
Ces matériaux composites renforcés de fibres ont l’inconvénient d’être plus complexes à mettre en œuvre en fabrication par rapport aux matériaux conventionnels, notamment isotropes, ce qui rend une fabrication en série comparativement coûteuse. Cela provient en définitive du fait que certaines étapes de processus doivent encore être effectuées manuellement lors de la fabrication d’une pièce composite renforcée de fibres.
Aussi, ambitionne-t-on depuis un certain temps d’automatiser notamment le processus de pose, c’est-à-dire la pose du matériau à base de fibres sur l’outillage pour former une préforme pour la fabrication d’une pièce composite renforcée de fibres. Ainsi, on connaît par exemple d’après les documents DE 10 2010 015 027 B4 ainsi que EP 25 05 343 B1, un dispositif de pose de fibres où, à l’aide de robots et de têtes de pose de fibres agencées sur le robot, le matériau sans fin à base de fibres peut être déposé sur un outillage pour former la géométrie de pièce, le matériau sans fin à base de fibres étant fourni sous forme de ruban ou de mèche. Le matériau sans fin à base de fibres est ici acheminé à la tête de pose de fibres, à partir d’un accumulateur de fibres ou magasin de fibres en position fixe par rapport à la tête de pose, laquelle presse alors le matériau sans fin à base de fibres sur la surface de l’outillage et l’y dépose. Concernant le matériau sans fin à base de fibres, on utilise ici, par exemple, des tresses de fibres ou rovings.
Dans la fabrication automatisée de pièces composites renforcées de fibres, plusieurs bandes de fibres sont déposées en différentes couches sur l’outillage. Il s’est avéré qu’il pouvait à ce stade apparaître des défauts de matériau, qui au cours de la fabrication ultérieure de la pièce composite renforcée de fibres, conduisent à une zone défectueuse dans la pièce, de sorte que la pièce doit être réparée, voire entièrement mise au rebut. De tels défauts de matériau sont par exemple constitués par la torsion à 180° affectant une fibre ou un ruban (défauts appelés twists), ou par des plis du matériau.
En pratique, l’opérateur doit surveiller en continu la fabrication pour pouvoir déceler précocement les défauts de matériau précités, et supprimer l’origine des défauts. De plus, il doit noter la bande actuelle et le numéro respectif des fibres défectueuses, pour qu’un robot puisse, après suppression des fibres correspondantes par l’opérateur, à nouveau assurer la pose, à la fin d’une couche. Cette détermination s’effectue directement après chaque bande posée sur l’outillage de mise en forme, parce que les fibres défectueuses, en raison des innombrables bandes et fibres, sont difficiles à retrouver ultérieurement. L’opérateur doit beaucoup se concentrer pour être en mesure de déceler et de documenter toutes les zones de défaut apparues, en parallèle avec la conduite de l’installation. En outre, les grands outillages de mise en forme empêchent une vue directe sur les fibres déposées, de sorte que des fibres défectueuses sont en partie difficilement identifiables. Si malgré tout l’on y parvient, il n’est pas toujours possible de les associer, sur de longues distances, aux numéros de fibres correspondants, avec pour conséquence le retrait de fibres exemptes de défauts de l’outillage de mise en forme, et l’implémentation de données erronées dans le programme de réparation du robot.
En conséquence, la présente invention a pour but de fournir une possibilité de déceler et de protocoliser des défauts de matériau lors de la pose automatisée de bandes de fibres. Un but de la présente invention consiste notamment à indiquer une telle détection automatisée de défauts de matériau, qui soit simple à intégrer dans des concepts d’installations existantes.
Ce but est atteint grâce à un dispositif de détection pour détecter des défauts de matériau d’un matériau sans fin à base de fibres pendant la pose du matériau sans fin à base de fibres sur un outillage destiné à la fabrication d’une pièce composite renforcée de fibres, caractérisé en ce qu’il est prévu au moins un détecteur auquel peut être amené en continu le matériau sans fin à base de fibres pendant la pose, le détecteur étant conçu pour relever la largeur de fibres du matériau sans fin à base de fibres qui lui est amené, et en ce qu’il est prévu une unité de traitement de données configurée pour détecter un défaut de matériau du matériau sans fin à base de fibres en fonction de la largeur de fibres relevée du matériau sans fin à base de fibres.
Le but recherché est par ailleurs atteint grâce à un dispositif de pose de fibres destiné à la pose de matériau sans fin à base de fibres sur un outillage, comprenant un automate de manipulation à une extrémité duquel est agencée en guise d’effecteur terminal une tête de pose de fibres pour assurer la pose du matériau sans fin à base de fibres, un magasin de fibres en position fixe par rapport à la tête de pose de fibres et destiné à la préparation et à la fourniture du matériau sans fin à base de fibres à poser, et un dispositif d’acheminement de fibres destiné à acheminer le matériau sans fin à base de fibres du magasin de fibres à la tête de pose de fibres , caractérisé en ce que le dispositif de pose de fibres possède un dispositif de détection conforme à la présente invention.
Le but recherché est par ailleurs atteint grâce à un procédé pour détecter des défauts de matériau d’un matériau sans fin à base de fibres pendant la pose du matériau sans fin à base de fibres sur un outillage destiné à la fabrication d’une pièce composite renforcée de fibres, caractérisé en ce que pendant la pose du matériau sans fin à base de fibres, la largeur de fibres du matériau sans fin à base de fibres est relevée en continu au moyen d’un détecteur, et un défaut de matériau du matériau sans fin à base de fibres est détecté au moyen d’une unité de traitement de données, en fonction de la largeur de fibres relevée du matériau sans fin à base de fibres.
Conformément à l’invention, il est proposé un dispositif de détection pour détecter des défauts de matériau d’un matériau sans fin à base de fibres pendant la pose du matériau sans fin à base de fibres sur un outillage destiné à la fabrication d’une pièce composite renforcée de fibres. Le dispositif de détection possède, conformément à l’invention, au moins un détecteur auquel peut être amené en continu le matériau sans fin à base de fibres pendant la pose, le détecteur étant conçu pour relever la largeur de fibres du matériau sans fin à base de fibres qui lui est amené. Une unité de traitement de données reliée au détecteur en termes de transmission de signal est configurée pour détecter des défauts de matériau du matériau sans fin à base de fibres en fonction de la largeur de fibres relevée du matériau sans fin à base de fibres. A cette occasion, on détermine notamment si la largeur de fibres du matériau sans fin à base de fibres varie, notamment si la largeur de fibres diminue, de sorte qu’en présence d’une variation de la largeur de fibres à partir d’une largeur de fibres en l’absence de défaut de matériau, on conclut à un défaut de fibres du matériau sans fin à base de fibres. Si, concernant le défaut de matériau, il s’agit par exemple d’une torsion ou twist, la largeur de fibres du matériau sans fin à base de fibres diminue nettement dans la région de la torsion ou twist par rapport à la largeur de fibres normale, ce qui peut être décelé par une détection continue de la largeur de fibres du matériau sans fin à base de fibres et l’analyse de la largeur de fibres. Si à présent, à partir d’une largeur de fibres normale en absence de défaut de matériau, la largeur de fibres varie vers une largeur de fibres nettement réduite, il est possible de conclure à un défaut de matériau du matériau sans fin à base de fibres. L’unité de traitement de données détectera alors un défaut de matériau et transmettra, le cas échéant, un message correspondant à la commande de l’installation, de sorte que celle-ci est alors en mesure d’initier des mesures correspondantes pour remédier au défaut.
Les inventeurs ont trouvé qu’il était possible, sur la base d’une surveillance continuelle de la largeur de fibres du matériau sans fin à base de fibres, de détecter rapidement et surtout de manière fiable, des défauts de matériau du matériau sans fin à base de fibres pendant la pose du matériau sans fin à base de fibres. Il a notamment été trouvé que la surveillance de la largeur de fibres suffisait pour pouvoir conclure à des défauts de matériau correspondants du matériau sans fin à base de fibres lors de la pose du matériau sans fin à base de fibres.
Ainsi, la largeur de fibres du matériau sans fin à base de fibres peut être surveillée de manière continue, par exemple à l’aide d’un détecteur optique, par exemple un détecteur optique fournissant une image. A l’aide d’un programme de traitement d’image, il est alors possible de détecter la largeur de fibres sur la base des données d’image ayant été enregistrées, des écarts par rapport à la largeur de fibres normale pouvant alors ici également être décelés, en permettant ensuite de conclure à des défauts de matériau.
Avantageusement, l’unité de traitement de données est configurée pour constater si la largeur de fibres du matériau sans fin à base de fibres devient inférieure à une valeur de seuil ou valeur limite prescrite. Si la largeur de fibres passe en-dessous d’une valeur de seuil ou valeur limite prescrite, on conclut à un défaut de matériau et l’on détecte un défaut de matériau correspondant dans le matériau sans fin à base de fibres. Cela permet d’améliorer la détection de défauts de matériau et de réduire la probabilité de fausses alarmes.
Dans un mode de réalisation particulièrement avantageux, le détecteur comprend au moins deux barrières photoélectriques agencées avec entre elles un écartement inférieur à la largeur de fibres du matériau sans fin à base de fibres en l’absence de défaut de matériau (largeur de fibres normale), les barrières photoélectriques étant agencées de manière telle que lors de l’acheminement du matériau sans fin à base de fibres au dispositif de détection, les barrières photoélectriques soient interrompues lorsque le matériau sans fin à base de fibres ne présente pas de défaut de matériau affectant la largeur de fibres. Cependant, si le matériau sans fin à base de fibres présente un défaut de matériau affectant la largeur de fibres, par exemple une torsion ou twist ou bien un pli de matériau, au moins une barrière photoélectrique n’est pas interrompue, ce qui peut être détecté par l’unité de traitement de données. Dans ce cas, un défaut de matériau est détecté par l’unité de traitement de données. A l’aide des barrières photoélectriques et de l’agencement tel que l’écartement des barrières photoélectriques soit inférieur à la largeur de fibres normale du matériau sans fin à base de fibres, il est possible de détecter une diminution de la largeur de fibres en-dessous d’une valeur de seuil prescrite (définie par l’écartement des barrières photoélectriques), par le fait que les barrières photoélectriques précédemment interrompues ne sont plus interrompues dans la zone du défaut de matériau (au moins l’une d’entre- elles), de sorte que le défaut de matériau est ainsi détectable.
Les barrières photoélectriques sont ici agencées chacune respectivement dans la zone de bordure du matériau sans fin à base de fibres, et émettent un signal de barrière photoélectrique transversalement à la direction de transport et transversalement au plan des fibres, c’est-à-dire dans la direction de l’épaisseur de fibres.
En raison du très faible encombrement d’un tel détecteur se basant sur au moins deux barrières photoélectriques, un tel dispositif de détection peut être intégré dans des systèmes d’acheminement de fibres existants de robots de pose, de sorte qu’il est possible d’y surveiller indépendamment les unes des autres toutes les mèches ou rubans de fibres des matériaux sans fin à base de fibres. De cette manière, l’opérateur de l’installation peut s’affranchir de la détermination et de la documentation des fibres défectueuses, puisque de telles informations peuvent désormais être transmises par le détecteur à une commande à laquelle il est subordonné. L’unité de traitement de données est avantageusement configurée de manière à reconnaître une variation caractéristique de la largeur de fibres, puis conclure à un défaut de matériau en fonction de la variation caractéristique de la largeur de fibres. Ainsi, par exemple dans le cas d’une torsion ou twist (torsion à 180° affectant une fibre), l’écart caractéristique de la largeur de fibres est d’une configuration telle qu’à partir de la largeur de fibres normale, l’on détecte tout d’abord une diminution constante continuelle de la largeur de fibres, jusqu’à atteindre une largeur de fibres minimale, suite à quoi la largeur de fibres re-augmente de façon continue jusqu’à atteindre la largeur de fibres normale. Une telle loi de variation de la largeur de fibres, caractéristique d’un défaut de matériau déterminé, peut être déterminée par l’unité de traitement de données au regard de la largeur de fibres déterminée de manière continuelle, ce qui permet ensuite de conclure au défaut de matériau.
Dans un mode de réalisation avantageux, les barrières photoélectriques sont configurées de manière que l’écartement des barrières photoélectriques soit modifiable de sorte que le dispositif de détection est adaptable au type du matériau sans fin à base de fibres utilisé, notamment à la largeur de fibres normale. En outre, la possibilité de faire varier l’écartement des barrières photoélectriques permet de régler la sensibilité de la détection, parce que cela permet d’adapter la valeur de seuil prescrite. D’après un autre mode de réalisation avantageux, le détecteur du dispositif de détection possède deux barrières photoélectriques en fourche, chaque barrière photoélectrique en fourche présentant une première aile et une deuxième aile, reliées à l’aide d’une branche de liaison. Sur la première aile des barrières photoélectriques en fourche est agencé un émetteur de barrière photoélectrique, tandis que sur la deuxième aile opposée est agencé un récepteur de barrière photoélectrique. La première et la deuxième aile sont reliées par l’intermédiaire d’une branche de liaison. La première aile, la branche de liaison et la deuxième aile de la barrière photoélectrique en fourche forment ainsi une zone de détection en forme de U à travers laquelle on fait passer le matériau sans fin à base de fibres.
Si à présent on agence une telle barrière photoélectrique en fourche au niveau des deux zones de bordure du matériau sans fin à base de fibres, on peut surveiller séparément la largeur de fibres pour chaque côté du matériau sans fin à base de fibres, et dans le cas où l’on passe en-dessous d’une valeur de seuil déterminée de la largeur de fibres, la barrière photoélectrique respective n’est pas interrompue, ce qui est détecté par l’unité de traitement de données et il est alors conclu à un défaut de matériau.
Les deux barrières photoélectriques en fourche sont ici agencées de façon que les côtés respectifs ouverts des zones de détection en forme de U soient en regard l’un de l’autre, ce qui réalise un passage à travers lequel peut être acheminé le matériau sans fin à base de fibres.
Concernant les barrières photoélectriques en fourche, il s’avère particulièrement avantageux que ces barrières photoélectriques en fourche soient agencées de manière à être mobiles l’une par rapport à l’autre, de sorte que l’écartement des barrières photoélectriques en fourche l’une de l’autre soit modifiable. La zone de détection peut ainsi être adaptée à la largeur de fibres normale du matériau sans fin à base de fibres utilisé.
Conformément à l’invention, il est proposé un dispositif de pose de fibres configuré pour assurer la pose de matériau sans fin à base de fibres sur un outillage. Le dispositif de pose de fibres comprend de manière connue un automate de manipulation à une extrémité duquel est agencée, en guise d’effecteur terminal, une tête de pose de fibres pour assurer la pose du matériau sans fin à base de fibres. Par ailleurs, il est prévu un magasin de fibres en position fixe par rapport à la tête de pose de fibres, qui est destiné à la préparation et à la fourniture du matériau sans fin à base de fibres à poser. Le magasin de fibres présente à cet effet le matériau à base de fibres le plus souvent sous une forme enroulée sur des bobines. A l’aide d’un dispositif d’acheminement de fibres, le matériau sans fin à base de fibres fourni est alors acheminé du magasin de fibres à la tête de pose de fibres. Conformément à l’invention, il est à présent prévu que le dispositif de pose de fibres possède un dispositif de détection tel que décrit précédemment, en vue de pouvoir ainsi surveiller de manière continuelle la largeur de fibres, et, le cas échéant, détecter des défauts de matériau.
De manière avantageuse, le détecteur du dispositif de détection est agencé sur le dispositif d’acheminement de fibres sur la tête de pose de fibres ou dans la tête de pose de fibres, de sorte que le matériau sans fin à base de fibres peut être amené au détecteur. Si plusieurs bandes du matériau sans fin à base de fibres sont acheminées à la tête de pose, il s’avère tout particulièrement avantageux de prévoir un détecteur propre à chaque bande de fibres, de façon qu’il soit possible de surveiller la largeur de fibres de chaque bande de fibres individuelle, indépendamment des autres.
Conformément à l’invention, il est proposé un procédé pour détecter des défauts de matériau d’un matériau sans fin à base de fibres pendant la pose du matériau sans fin à base de fibres sur un outillage destiné à la fabrication d’une pièce composite renforcée de fibres, procédé d’après lequel pendant la pose du matériau sans fin à base de fibres, la largeur de fibres du matériau sans fin à base de fibres est relevée en continu au moyen d’un détecteur, et un défaut de matériau du matériau sans fin à base de fibres est détecté au moyen d’une unité de traitement de données, en fonction de la largeur de fibres relevée du matériau sans fin à base de fibres.
De manière avantageuse, il est prévu qu’à l’aide de l’unité de traitement de données, on constate si la largeur de fibres du matériau sans fin à base de fibres devient inférieure à une valeur de seuil prescrite, un défaut de matériau du matériau sans fin à base de fibres étant détecté lorsque l’on passe en-dessous de la valeur de seuil.
Dans un mode de réalisation, la largeur de fibres est relevée au moyen d’au moins deux barrières photoélectriques agencées avec un écartement mutuel en guise de détecteur, l’écartement des barrières photoélectriques mutuellement écartées étant inférieur à la largeur de fibres du matériau sans fin à base de fibres en l’absence de défaut de matériau.
Avantageusement, les barrières photoélectriques sont interrompues par le matériau sans fin à base de fibres lorsque le matériau sans fin à base de fibres ne présente pas de défaut de matériau affectant la largeur de fibres, ou bien au moins l’une des barrières photoélectriques n’est pas interrompue lorsque le matériau sans fin à base de fibres présente un défaut de matériau affectant la largeur de fibres. Dans ce dernier cas, un défaut de matériau est détecté au moyen de l’unité de traitement de données au regard de ladite au moins une barrière photoélectrique non interrompue. L’invention va être explicitée plus en détail, à titre d’exemple, en se référant aux figures annexées. Celles-ci montrent :
Figure 1 une représentation schématique d’un dispositif de pose de fibres ;
Figure 2 une représentation schématique du principe d’action du dispositif de détection ;
Figure 3 un exemple de représentation de défauts de matériau pouvant être détectés.
La figure 1 montre schématiquement un dispositif de pose de fibres 10 comprenant un automate de manipulation 11 sous la forme d’un robot industriel ou robot à bras articulés. En guise d’effecteur terminal de l’automate de manipulation 11, il est prévu une tête de pose de fibres 12 comportant un rouleau applicateur-presseur 13 à l’aide duquel le matériau sans fin à base de fibres qui lui est amené peut être posé sur un outillage (non représenté). A l’aide de l’automate de manipulation 11, la tête de pose de fibres 12 est ici librement déplaçable dans l’espace, notamment selon les trois axes de mouvement de translation et les trois axes de mouvement de rotation.
Le dispositif de pose de fibres 10 comprend par ailleurs un magasin de fibres 14 en position fixe par rapport à la tête de pose de fibres 12 librement déplaçable dans l’espace, et dans lequel est préparé et fourni le matériau sans fin à base de fibres 15 à poser. Le matériau sans fin à base de fibres 15 est ici enroulé sous forme de mèches ou bandes ou rubans sur des bobines 16, puis amené à un dispositif d’acheminement 17 transportant le matériau sans fin à base de fibres 15 jusqu’à la tête de pose de fibres 12. Le transport du matériau sans fin à base de fibres 15 s’effectue ici de préférence le long de la chaîne cinématique de l’automate de manipulation 11.
Dans l’exemple de réalisation de la figure 1, sur la tête de pose de fibres 12 est agencé dans le dispositif d’acheminement 17, un dispositif de détection 20 configuré pour détecter des défauts de matériau du matériau sans fin à base de fibres 15 pendant la pose du matériau sans fin à base de fibres 15 à l’aide de la tête de pose de fibres 12. Le dispositif de détection 20 est ici configuré de manière à surveiller séparément et individuellement chaque bande de fibres individuelle du matériau sans fin à base de fibres 15, pour ainsi pouvoir constater précisément quelle bande de fibres du matériau sans fin à base de fibres présente un défaut de matériau.
La figure 2 montre, selon une représentation schématique, le principe de fonctionnement du dispositif de détection 20. Le dispositif de détection 20 comporte un détecteur 21 relié à une unité de traitement de données 22. A l’aide du détecteur 21, il est ici possible de surveiller la largeur de fibres b du matériau sans fin à base de fibres 15, pour pouvoir détecter un défaut de matériau lors d’une variation de la largeur de fibres b du matériau sans fin à base de fibres 15.
Dans l’exemple de réalisation de la figure 2, le détecteur 21 comprend deux barrières photoélectriques en fourche 23, qui entourent chacun une zone de bordure latérale du matériau sans fin à base de fibres 15. Une barrière photoélectrique en fourche 23 comporte ici une première aile 24a, en regard de laquelle est agencée une deuxième aile 24b. Les deux ailes sont reliées l’une à l’autre par l’intermédiaire d’une branche de liaison 24c.
Sur la première aile 24a d’une barrière photoélectrique en fourche 23 est agencé un émetteur de barrière photoélectrique 25a, tandis que sur la deuxième aile opposée 24b est prévu un récepteur de barrière photoélectrique 25b correspondant. L’émetteur de barrière photoélectrique 25a émet un signal de barrière photoélectrique 26 qui, dans l’état non interrompu de la barrière photoélectrique, peut être reçu par le récepteur de barrière photoélectrique 25b. Si la barrière photoélectrique est interrompue, le signal de barrière photoélectrique 26, par exemple une lumière laser ou une lumière infrarouge, n’est pas capté par le récepteur de barrière photoélectrique 25b.
Comme le laisse entrevoir l’exemple de réalisation de la figure 2, les deux zones de bordure du matériau sans fin à base de fibres 15 sont surveillées respectivement par une barrière photoélectrique en fourche 23 à droite et à gauche. La figure 2 montre ici une coupe transversale à travers le dispositif, de sorte que le transport du matériau sans fin à base de fibres 15 se fait ici en sortant du plan d’observation.
Dans l’exemple de réalisation de la figure 2, le matériau sans fin à base de fibres 15 présente une largeur de fibres normale b, c’est-à-dire une largeur de fibres en l’absence de défaut de matériau, de sorte qu’aussi bien la barrière photoélectrique de droite, que celle de gauche, sont interrompues. L’écartement entre les deux barrières photoélectriques en fourche 23 est ici choisi de manière que l’écartement entre les signaux de barrière photoélectrique émis soit inférieur à la largeur de fibres normale b du matériau sans fin à base de fibres 15.
Dans l’exemple de réalisation de la figure 2, les deux récepteurs de barrière photoélectrique 25b des deux barrières photoélectriques en fourche 23 sont reliés à l’unité de traitement de données 22, de sorte que la simple application d’un signal électrique permette de détecter si la barrière photoélectrique en fourche est interrompue ou non. Dans l’exemple de la figure 2, dans lequel le matériau sans fin à base de fibres 15 possède une largeur de fibres normale b en l’absence de défaut, les deux barrières photoélectriques en fourche 23 sont interrompues. Si la largeur de fibres varie et que cela conduit à la non-interruption d’une barrière photoélectrique, un signal approprié correspondant à cela est envoyé par les récepteurs de barrière photoélectrique 25b à l’unité de traitement de données 22.
Si à présent l’une des deux barrières photoélectriques en fourche reçoit le signal de barrière photoélectrique, comme le montre la figure 3, on peut supposer que la largeur de fibres b du matériau sans fin à base de fibres 15 se situe en-dessous d’une valeur limite prescrite de la largeur de fibres, de sorte qu’il faut considérer qu’en raison de la largeur de fibres réduite, le matériau sans fin à base de fibres 15 présente un défaut de matériau. Si à présent l’une des deux barrières photoélectriques ne présente pas d’interruption, le récepteur de barrière photoélectrique 25b reçoit le signal de barrière photoélectrique 26, de sorte qu’un signal correspondant est envoyé à l’unité de traitement de données 22, qui enregistre alors la modification de signal de la barrière photoélectrique.
La figure 3 montre à titre d’exemple, sur la représentation du haut, un matériau sans fin à base de fibres 15 possédant une largeur de fibres bi, qui, en raison d’une torsion ou rotation de fibre de 180° autour de son propre axe longitudinal, est inférieure à la largeur de fibres b à l’état normal. Dans ce cas, aussi bien la barrière photoélectrique en fourche 23 de gauche, que celle de droite, ne présentent pas d’interruption, ce qui est enregistré par l’unité de traitement de données 22, qui délivre alors pour cette bande de fibres du matériau sans fin à base de fibres 15, une information de défaut de matériau correspondante. L’exemple du bas de la figure 3 montre le cas où il s’est formé un pli de matériau sur un côté du matériau sans fin à base de fibres 15, ce qui produit une modification de géométrie d’un côté du matériau sans fin à base de fibres. Ceci est détecté par le fait que l’une des deux barrières photoélectriques en fourche 23 n’est pas interrompue, tandis que l’autre barrière photoélectrique en fourche (dans ce cas à droite) est encore interrompue. Dans ce cas également, l’unité de traitement de données reconnaît un défaut de matériau et délivre un message correspondant.
La combinaison de plusieurs détecteurs 21 permet une construction modulaire compacte d’un dispositif de détection, intégrable à des installations existantes de différents fabricants. Cela permet de surveiller un nombre important quelconque de bandes ou mèches de fibres, indépendamment les unes des autres. Autre avantage, la surveillance se fait sans contact, de sorte qu’à aucun moment le matériau sans fin à base de fibres n’est affecté ou endommagé.
De surcroît, l’écartement réciproque des barrières photoélectriques en fourche 23 (voir figure 2) peut être adapté par réglage, de sorte que la sensibilité du détecteur 21 peut ainsi être réglée. Plus l’écartement des barrières photoélectriques en fourche 23 est grand (et ainsi plus l’écartement des signaux de barrière photoélectrique 26 est proche de la largeur de fibres normale b), et plus grande est la sensibilité du détecteur 21 à d’éventuels défauts de matériau ou écarts par rapport à la largeur de fibres b normale ou normalisée.
Le signal de barrière photoélectrique 26 peut par exemple être une lumière infrarouge d’émission, émise par un émetteur (LED-IR) et captée par un récepteur (phototransistor).
Nomenclature des repères : 10 dispositif de pose de fibres 11 automate de manipulation 12 tête de pose de fibres 13 rouleau applicateur-presseur 14 magasin de fibres 15 matériau sans fin à base de fibres 16 bobines 17 dispositif d’acheminement 20 dispositif de détection 21 détecteur 22 unité de traitement de données 23 barrières photoélectriques en fourche 24a première aile 24b deuxième aile 24c branche de liaison 25a émetteur de barrière photoélectrique 25b récepteur de barrière photoélectrique
Claims (12)
- Revendications :1. Dispositif de détection (20) pour détecter des défauts de matériau d’un matériau sans fin à base de fibres (15) pendant la pose du matériau sans fin à base de fibres (15) sur un outillage destiné à la fabrication d’une pièce composite renforcée de fibres, caractérisé en ce qu’il est prévu au moins un détecteur (21) auquel peut être amené en continu le matériau sans fin à base de fibres (15) pendant la pose, le détecteur (21) étant conçu pour relever la largeur de fibres du matériau sans fin à base de fibres (15) qui lui est amené, et en ce qu’il est prévu une unité de traitement de données (22), configurée pour détecter un défaut de matériau du matériau sans fin à base de fibres (15) en fonction de la largeur de fibres relevée du matériau sans fin à base de fibres (15).
- 2. Dispositif de détection (20) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’unité de traitement de données (22) est configurée pour constater si la largeur de fibres du matériau sans fin à base de fibres (15) devient inférieure à une valeur de seuil prescrite, un défaut de matériau du matériau sans fin à base de fibres (15) étant détecté lorsque l’on passe en-dessous de la valeur de seuil.
- 3. Dispositif de détection (20) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le détecteur (21) comprend au moins deux barrières photoélectriques agencées avec entre elles un écartement inférieur à la largeur de fibres du matériau sans fin à base de fibres (15) en l’absence de défaut de matériau, les barrières photoélectriques étant agencées de manière telle que lors de l’acheminement du matériau sans fin à base de fibres (15) au dispositif de détection (20), les barrières photoélectriques soient interrompues lorsque le matériau sans fin à base de fibres (15) ne présente pas de défaut de matériau affectant la largeur de fibres, et qu’au moins une barrière photoélectrique ne soit pas interrompue lorsque le matériau sans fin à base de fibres (15) présente un défaut de matériau affectant la largeur de fibres, l’unité de traitement de données (22) étant configurée pour détecter un défaut de matériau lorsqu’au moins une barrière photoélectrique est non interrompue.
- 4. Dispositif de détection (20) selon la revendication 3, caractérisé en ce que les barrières photoélectriques sont configurées de manière que l’écartement des barrières photoélectriques soit modifiable.
- 5. Dispositif de détection (20) selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que le détecteur (21) possède deux barrières photoélectriques en fourche (23), chaque barrière photoélectrique en fourche (23) possédant un émetteur de barrière photoélectrique (25a) sur une première aile (24a), et un récepteur de barrière photoélectrique (25b) sur une deuxième aile (24b), opposée, la première et la deuxième aile (24b) étant reliées par l’intermédiaire d’une branche de liaison (24c) en formant ainsi une zone de détection en forme de U à travers laquelle on fait passer le matériau sans fin à base de fibres (15).
- 6. Dispositif de détection (20) selon la revendication 5, caractérisé en ce que les deux barrières photoélectriques en fourche (23) sont agencées de façon que les côtés respectifs ouverts des zones de détection en forme de U soient mutuellement en regard.
- 7. Dispositif de détection (20) selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que les barrières photoélectriques en fourche (23) sont configurées de manière que l’écartement réciproque des barrières photoélectriques en fourche soit modifiable.
- 8. Dispositif de pose de fibres (10) destiné à la pose de matériau sans fin à base de fibres (15) sur un outillage, comprenant un automate de manipulation (11), à une extrémité duquel est agencée en guise d’effecteur terminal une tête de pose de fibres (12) pour assurer la pose du matériau sans fin à base de fibres (15), un magasin de fibres (14) en position fixe par rapport à la tête de pose de fibres (12) et destiné à la préparation et à la fourniture du matériau sans fin à base de fibres (15) à poser, et un dispositif d’acheminement de fibres (17) destiné à acheminer le matériau sans fin à base de fibres (15) du magasin de fibres (14) à la tête de pose de fibres (12), caractérisé en ce que le dispositif de pose de fibres (10) possède un dispositif de détection (20) selon l’une des revendications 1 à 7. Θ. Dispositif de pose de fibres (10) selon la revendication 8, caractérisé en ce que le détecteur (21 ) du dispositif de détection (20) est agencé sur le dispositif d’acheminement de fibres (17) sur la tête de pose de fibres (12) ou dans la tête de pose de fibres (12), de manière que le matériau sans fin à base de fibres (15) puisse être amené au détecteur (21).
- 10. Procédé pour détecter des défauts de matériau d’un matériau sans fin à base de fibres (15) pendant la pose du matériau sans fin à base de fibres (15) sur un outillage destiné à la fabrication d’une pièce composite renforcée de fibres, caractérisé en ce que pendant la pose du matériau sans fin à base de fibres (15), la largeur de fibres du matériau sans fin à base de fibres (15) est relevée en continu au moyen d’un détecteur (21 ), et un défaut de matériau du matériau sans fin à base de fibres (15) est détecté au moyen d’une unité de traitement de données (22), en fonction de la largeur de fibres relevée du matériau sans fin à base de fibres (15).
- 11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce qu’à l’aide de l’unité de traitement de données (22), on constate si la largeur de fibres du matériau sans fin à base de fibres (15) devient inférieure à une valeur de seuil prescrite, un défaut de matériau du matériau sans fin à base de fibres (15) étant détecté lorsque l’on passe en-dessous de la valeur de seuil.
- 12. Procédé selon la revendication 10 ou 11, caractérisé en ce que la largeur de fibres est relevée au moyen d’au moins deux barrières photoélectriques en guise de détecteur (21) agencées avec entre elles un écartement inférieur à la largeur de fibres présentée par le matériau sans fin à base de fibres (15) en l’absence de défaut de matériau.
- 13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que les barrières photoélectriques sont interrompues par le matériau sans fin à base de fibres (15) lorsque le matériau sans fin à base de fibres (15) ne présente pas de défaut de matériau affectant la largeur de fibres, ou bien au moins l’une des barrières photoélectriques n’est pas interrompue lorsque le matériau sans fin à base de fibres (15) présente un défaut de matériau affectant la largeur de fibres, un défaut de matériau étant alors détecté au moyen de l’unité de traitement de données (22) au regard de ladite au moins une barrière photoélectrique non interrompue.
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