FR3103790A1 - Agencement de robot pour travailler sur une structure d’aeronef - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne un agencement de robot (30) pour réaliser des travaux sur une structure d’aéronef (10), l’agencement de robot (30) comprenant un robot (40) avec un bras de robot articulé (41) et un bâti (50) pour accrocher l’agencement de robot (30) à la structure d’aéronef (10). Le robot (40) peut être doté d'outils pour effectuer l'usinage, par ex. perçage, meulage, coupe, fraisage, etc., sur la structure de l'aéronef (10). Un tel agencement est particulièrement avantageux pour effectuer des opérations de maintenance ou de réparation sur une structure d'aéronef dont l'accès n'est pas facile. De préférence, un carter (non représenté) est prévu pour renfermer le robot (40). Idéalement, l'agencement de robot (30) est retiré une fois les travaux terminés.
Figure 1
Description
L’invention est dans le domaine des aéronefs, et en particulier, le domaine de la maintenance des aéronefs. Plus particulièrement, l’invention concerne un agencement de robot pour améliorer la vitesse et la précision de travaux entrepris sur une structure d’aéronef pendant une maintenance ou une réparation, notamment dans des régions de l’aéronef qui ne sont pas facilement accessibles. L’invention concerne également un procédé de réalisation de travaux sur une structure d’aéronef.
ETAT DE LA TECHNIQUE
Pendant la maintenance des aéronefs, des travaux sont désormais réalisés avec un mélange de personnel et de robots. Là où la structure d’aéronef nécessitant une maintenance ou une réparation est grande et facilement accessible, des robots sont souvent employés avec du personnel, qui sont capables de réaliser des travaux efficacement, rapidement et avec une grande précision. Cependant, certaines pièces de l’aéronef ne peuvent pas être facilement accessibles par des robots montés directement sur le sol de l’atelier car ils ont une portée plutôt limitée. Dans ces cas, des robots montés sur des plateformes mobiles sont parfois utilisés, bien que leur mobilité et portée accrues soient malheureusement en partie contrebalancées par la perte de précision due au jeu inhérent à ces structures mobiles.
La difficulté d’accès de certaines structures d’aéronef rend souvent le personnel plus adapté pour réaliser la maintenance. Avec l’aide d’outils, le personnel réalise typiquement des travaux sur l’aéronef là où l’accès n’est pas facile et à des endroits que des robots ne peuvent simplement pas atteindre. Cependant, l’inconvénient de l’emploi de personnel est qu’ils prennent davantage de temps pour réaliser les travaux, notamment lorsqu’une grande précision est requise. En outre, le personnel doit parfois se placer dans des positions inconfortables afin de réaliser les travaux, ce qui signifie qu’ils se fatiguent plus rapidement et doivent prendre des pauses plus fréquentes.
En tant que tel, il existe manifestement un besoin pour une meilleure façon plus rapide de réaliser ces travaux de maintenance sur des structures d’aéronef.
BREVE DESCRIPTION DE L’INVENTION
La présente invention concerne un agencement de robot pour réaliser des travaux sur une structure d’aéronef, l’agencement de robot comprenant un robot avec un bras de robot articulé et un bâti adapté pour accrocher l’agencement de robot à la structure d’aéronef de sorte que le robot soit capable de réaliser des travaux sur la structure d’aéronef.
La présente invention concerne également un procédé de réalisation de travaux sur une structure d’aéronef comprenant la fourniture d’un agencement de robot avec un bâti et d’un robot avec un bras de robot articulé, l’accrochage du bâti sur la structure d’aéronef, et l’utilisation du bras de robot articulé pour réaliser des travaux sur la structure d’aéronef.
Des particularités préférées de l’invention sont définies dans les revendications annexées.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui suit et d’exemples non limitatifs, ainsi qu’à l’étude des figures, sur lesquelles:
représente une vue en perspective d’une structure d’aéronef, et un agencement de robot selon un mode de réalisation préféré de l’invention,
Sur toutes ces figures, des références identiques peuvent désigner des éléments identiques ou similaires. De plus, les diverses parties montrées sur les figures ne sont pas nécessairement montrées selon une échelle uniforme, afin de rendre les figures plus lisibles.
DESCRIPTION
DETAILLEE DE MODES DE REALISATION PARTICULIERS
La figure 1 montre une structure10 sur un aéronef100 et un agencement de robot30 selon un mode de réalisation préféré de l’invention, avec son bâti50 déjà accroché à la structure d’aéronef10. En particulier, la structure d’aéronef10 représentée est un raccord en J d’un aéronef, qui est situé sur le fuselage de l’aéronef100, à l’intérieur de la trappe de train d’atterrissage du train d’atterrissage ventral. Il s’agit d’une région qui n’est pas facile d’accès pour réaliser des travaux. Dans cet exemple de scénario, des fissures sont apparues au niveau d’une zone sur le raccord en J. Une plaque de renforcement doit être accrochée à la zone contenant les fissures, de façon à la renforcer et empêcher la propagation des fissures. Afin de recevoir la plaque de renforcement, la zone doit être initialement usinée, en particulier par un fraisage en bout pour fournir une surface en retrait plate et par un perçage pour fournir des trous de boulonnage. Cela doit être fait sans toutefois compromettre l’intégrité structurelle de l’aéronef.
L’agencement de robot30 comprend un bâti50 et un robot à 6axes(de liberté) 40. Le robot40 comprend un bras articulé41, et un socle47 sur lequel le bras articulé41 est monté pivotant. Le bras articulé41 a trois membres, et un poignet sur lequel un porte-outil42 est fourni pour recevoir un outil(organe terminal effecteur). Le porte-outil42 prend la forme d’un collier de serrage (en) demi-coquille, mais peut bien entendu prendre d’autres formes. Le socle47 est généralement cylindrique, bien qu’il ait une bride saillant radialement vers l’extérieur 48 au niveau de sa base. Des fils et des tuyaux d’alimentation électrique et de commande, etc. sont fournis. Ces aspects généraux du robot sont connus et la description ne s’attardera donc pas davantage là-dessus.
D’un autre côté, le bâti50 de l’agencement de robot30 dans ce mode de réalisation est un châssis ayant généralement une forme de prisme triangulaire, qui est réalisé en métal, de préférence en aluminium. Mieux vu sur la figure2, il peut être considéré comme comprenant une portion d’accrochage à une structure d’aéronef51 et une portion de réception de socle de robot55. La portion d’accrochage à une structure d’aéronef51 a une plaque centrale52 avec des trous d’élément de fixation53 fournis dans celle-ci. Des éléments de fixation tels que des boulons ou des vis peuvent être utilisés pour accrocher le bâti50 à la structure d’aéronef10(par exemple pour l’accrocher à une poutre de celle-ci). Dans ce mode de réalisation, deux barres de positionnement latérales54 sont de plus prévues enjambant la plaque centrale52, pour aider à positionner le bâti50 sur la structure d’aéronef10.
La portion de réception de socle de robot55 comprend deux supports latéraux triangulaires56 prévus au niveau des côtés latéraux du bâti50 et fixés à la plaque centrale52. Deux rails opposés parallèles58 sont prévus, chacun sur un côté correspondant des supports latéraux triangulaires56. Ceux-ci définissent collectivement une ouverture57 à travers laquelle le socle47 du robot40(inversé) peut être introduit dans le bâti50. Les rails58 sont agencés de façon à pouvoir recevoir et supporter verticalement la bride48 prévue sur le socle47. Dans ce mode de réalisation, l’angle entre la plaque centrale52 et les rails58 est d’environ 45°, le bâti50 étant conçu de sorte qu’une fois monté sur la structure d’aéronef prévue10, les rails58 soient parallèles au sol, facilitant le montage du robot40. Dans d’autres modes de réalisation, cela peut ne pas être le cas.
On peut également observer que le bâti50 comporte une paire de pinces61 sur la portion d’accrochage à une structure d’aéronef51. Avantageusement, celles-ci permettent d’accrocher temporairement le bâti50 à la structure d’aéronef10, tandis qu’il est positionné correctement et arrimé avec des éléments de fixation. Des trous53 prévus sur la plaque centrale52 s’alignent sur des trous sur la structure d’aéronef10, de sorte que le bâti50 puisse être fixé à la structure d’aéronef10 avec des éléments de fixation. On notera que, bien qu’il soit possible d’accrocher le bâti50 à la structure d’aéronef10 uniquement à l’aide d’un ensemble de pinces, à des fins de stabilité et de précision améliorées, le bâti50 est agencé pour être accroché avec des éléments de fixation.
Dans une variante, le bâti50 comprend des blocs de montage(non montrés) à accrocher initialement avec des éléments de fixation sur la structure d’aéronef10, la plaque centrale52 étant alors agencée pour être arrimée avec des éléments de fixation aux blocs de montage pour accrocher ainsi le bâti50 à la structure d’aéronef10. Bien entendu, la forme du bâti50 variera en fonction de la situation, en prenant en compte la structure d’aéronef10(y compris la partie locale de celle-ci où l’agencement de robot30 doit être monté), la taille et le type de robot40, son orientation prévue, la facilité d’accès, entre autres choses.
Une fois que le bâti50 a été accroché, il est prêt à recevoir le robot40. Le robot40 est relevé en orientation inversée(tête en bas), jusqu’à la position requise où la bride48 du socle47 est légèrement au-dessus des rails58, et puis coulisse dans l’ouverture57 de la portion de réception de socle de robot55 jusqu’à ce qu’il soit en place, positionné à l’horizontale sur les rails58. En se référant à présent à la figure3, nous remarquons que la bride48(montrée ici ayant une plaque de renfort) se trouve soigneusement sur les rails opposés58, qui supportent à la verticale le robot40 dans le bâti50. Des trous49 prévus sur la bride48 sont alignés sur ceux prévus sur les rails59, et comme avant, des éléments de fixation sont utilisés pour arrimer le robot40 au bâti50. Le robot40 est ainsi accroché à la structure d’aéronef10. Dans ce cas, l’agencement de robot30 est conçu de sorte que le robot40 soit suspendu tête en bas sur le bâti50, bien que d’autres orientations puissent être envisagées.
A noter cependant, nous remarquons que l’agencement de robot30 est(uniquement) accroché à la structure d’aéronef10, et à rien d’autre. Cela permet au robot40 d’atteindre confortablement et de réaliser des travaux sur la structure d’aéronef10, en n’étant pas accroché à une structure séparée, par exemple un sol d’atelier, ou une plateforme mobile. Cela élimine efficacement un mouvement relatif entre les deux, améliorant de façon remarquable la stabilité du bras de robot41, et ainsi la précision des travaux entrepris par le robot40. En fait, la structure d’aéronef10 sert de châssis de référence fiable pour le robot40 tout au long des travaux.
Une fois que le robot40 a été arrimé au bâti50, l’outil approprié(organe terminal effecteur) peut être accroché au porte-outil42 au niveau de l’extrémité du bras articulé41. Une perceuse/une fraiseuse (non montrées) peut être fournie et verrouillée dans le porte-outil42, pour former la surface en retrait plate et des trous de boulonnage au niveau de la zone contenant les fissures de cet exemple de scénario. Une fois que l’orientation et les coordonnées de l’outil ont été configurées, le robot40 est prêt à commencer son travail. La zone peut ainsi être usinée rapidement, et avec une grande précision, sans compromettre l’intégrité structurelle de la structure d’aéronef.
On appréciera que les outils habituels peuvent être accrochés au robot40, par exemple perceuse, évideuse, meuleuse, fraiseuse, unité de soudage, fer à souder, ou découpeuse au laser, etc. Une sonde de mesure peut facultativement être fournie pour faciliter des travaux entrepris par le robot40. Ces aspects sont en eux-mêmes connus dans le domaine et la description ne s’attardera donc pas davantage là-dessus.
Concernant la figure4, un carter70 est montré renfermant sensiblement le robot40. Il renferme également la zone de travail du robot40, qui est généralement la plage de déplacement du robot40 pour réaliser les travaux requis sur la structure d’aéronef10. Il est transparent, permettant avantageusement d’observer les travaux qui sont réalisés, et comporte au moins une trappe71, 72, permettant d’accéder au robot40, par exemple de remplacer un outil dans le porte-outil42.
Le carter70 assure principalement une fonction de protection, empêchant que le bras de robot41 fasse un écart par inadvertance de sa zone de travail, ou que des personnes entrent dans celle-ci et se blessent. De plus, le carter70 sert à recueillir tout matériau de déchet, tel que des copeaux, des chutes en métal, etc., provenant du travail réalisé sur la structure d’aéronef10. Ceux-ci tombent directement dans le carter70 au lieu d’être projetés à l’extérieur ou de chuter sur le sol de l’atelier, et peuvent être enlevés à un moment ultérieur plus approprié. Cela aide à réduire le risque d’endommagement par un objet étranger.
Afin de simplifier l’accrochage du carter70, il est conçu pour être arrimé au bâti50 uniquement. Cependant, cela ne doit pas nécessairement être toujours le cas et le carter70 peut être accroché à la structure d’aéronef10. Il n’est pas non plus impératif que le carter70 soit fourni, bien qu’il renforce assurément la sécurité et améliore la propreté lorsqu’il est utilisé.
Un panneau de commande portatif(non montré) est de préférence fourni en tant que moyen de commande du robot40. Il peut être sans fil, ou connecté par un câble au robot40. Selon une possibilité, le panneau de commande portatif est utilisé pour simplement valider les divers stades de tâches individuelles prédéterminées du travail à réaliser sur la structure d’aéronef10. Une fois que les travaux ont été achevés, l’agencement de robot30 est décroché de la structure d’aéronef10.
De façon à le formuler sans aucun doute possible, nous soulignerons ici que l’agencement de robot est destiné «à réaliser des travaux sur la structure d’aéronef». Cela signifie en particulier qu’il modifie la construction physique de la structure d’aéronef. Ces travaux comprennent typiquement l’usinage, bien que d’autres travaux tels que soudage, accrochage ou décrochage des composants, revêtement, pulvérisation, etc. soient destinés à être couverts. En outre, il convient également de mentionner ici que la «structure d’aéronef» peut couvrir toute structure sur un aéronef, y compris le fuselage, les ailes, le stabilisateur vertical, en notant qu’elle ne doit pas être nécessairement une structure distincte comme dans le cas précédent, et peut également être une combinaison de structures d’aéronef, en tout ou partie, sur l’aéronef complet ou non. En d’autres termes, l’invention peut être utilisée sur une structure d’aéronef pendant la fabrication d’un aéronef.
Jusqu’à présent, les travaux sur un aéronef pendant la maintenance ou la réparation, notamment là où l’accès n’était pas facile, ont été réalisés principalement par du personnel. En tant que tel, ils n’étaient pas toujours faits suffisamment rapidement, ou avec une grande précision.
Cette invention permet de réaliser ces travaux sur des structures d’aéronef rapidement et avec une grande précision. L’agencement de robot étant accroché à la structure d’aéronef, un mouvement relatif entre les deux est éliminé à tel point que la structure d’aéronef peut servir de châssis de référence fiable pour le robot, contrairement à des robots montés sur des plateformes, qu’elles soient mobiles ou fixes. Le robot présente donc une stabilité renforcée et peut atteindre confortablement et travailler sur la structure d’aéronef. Qui plus est, le carter renfermant le robot aide à garder la zone de travail sûre et propre. De plus, le bras de robot peut généralement travailler dans toute orientation, également ne souffre pas de fatigue comme le personnel. Le fait d’être capable de réaliser des travaux dans des régions de l’aéronef qui étaient précédemment inatteignables par des robots, à des vitesses et avec une précision supérieures à ce qui peut être atteint par le personnel, représente une nouvelle capacité.
Bien que l’invention ait été décrite en lien avec l’agencement de robot monté sur un raccord en J sur une région de fuselage d’avion, pour usiner une zone contenant des fissures pendant la maintenance, on notera que cela n’est pas destiné à limiter l’invention. Un tel agencement de robot peut être employé dans une structure d’aéronef différente, et un aéronef différent également, par exemple un hélicoptère.
Il apparaîtra également que l’invention peut être employée pour réaliser un travail sur une structure d’aéronef pendant la construction d’un aéronef. Simplement à titre d’exemple, l’agencement de robot peut être accroché au sein d’une aile d’un aéronef avant qu’elle soit accrochée à un fuselage d’un aéronef.
On appréciera de même que tandis que le robot à 6axes est une option préférée, le robot peut comporter davantage ou moins d’axes de liberté. La forme et le type de robot peuvent être différents, tout comme la forme du bâti, adaptés au besoin à la structure correspondante de l’aéronef. Dans un exemple, l’agencement de robot peut être debout au lieu d’être suspendu, avec un bâti, disons généralement en forme de boîte, accroché par-dessus une structure d’aéronef, et le robot(droit) arrimé à la verticale sur le bâti.
Claims (10)
- Agencement de robot(30) pour réaliser des travaux sur une structure d’aéronef(10), l’agencement de robot(30) comprenant un robot(40) avec un bras de robot articulé(41) et un bâti(50) adapté pour accrocher l’agencement de robot(30) à la structure d’aéronef(10) de sorte que le robot(40) soit capable de réaliser des travaux sur la structure d’aéronef(10).
- Agencement de robot selon la revendication1, caractérisé en ce que le bâti(50) comprend une plaque centrale(52) avec des trous d’élément de fixation(53) lui permettant d’être accroché avec des éléments de fixation à la structure d’aéronef(10).
- Agencement de robot selon la revendication1 ou 2, caractérisé en ce que le robot(40) comprend un socle(47) sur lequel le bras de robot articulé(41) est monté pivotant.
- Agencement de robot selon la revendication3, dans lequel le bâti(50) comprend deux supports latéraux(56), les supports latéraux(56) étant pourvus de rails opposés(58) pour recevoir une bride(48) prévue sur le socle(47) du robot(40).
- Agencement de robot selon la revendication4, caractérisé en ce que les rails(58) comportent des trous d’élément de fixation(59) permettant d’accrocher la bride(48) du socle de robot(47) à ceux-ci avec des éléments de fixation.
- Agencement de robot selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le bras de robot articulé(41) comprend un porte-outil(42).
- Agencement de robot selon la revendication6, dans lequel le porte-outil est adapté pour recevoir un outil parmi une perceuse, une évideuse, une meuleuse, une fraiseuse, une unité de soudage, un fer à souder et une découpeuse au laser.
- Agencement de robot selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend un carter(70) pour renfermer le robot(40), le carter(70) étant adapté pour être arrimé au bâti(50).
- Structure d’aéronef(10) comprenant un agencement de robot(30) selon l’une quelconque des revendications précédentes.
- Procédé de réalisation de travaux sur une structure d’aéronef(10) comprenant la fourniture d’un agencement de robot(30) avec un bâti(50) et un robot(40) avec un bras de robot articulé(41), l’accrochage du bâti(50) sur la structure d’aéronef(10), et l’utilisation du bras de robot articulé(41) pour réaliser des travaux sur la structure d’aéronef(10).
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113602522A (zh) * | 2021-08-19 | 2021-11-05 | 芜湖天航装备技术有限公司 | 一种航空飞行器环境控制系统湿度控制装置维修方法 |
| CN113602522B (zh) * | 2021-08-19 | 2023-12-12 | 芜湖天航装备技术有限公司 | 一种航空飞行器环境控制系统湿度控制装置维修方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR3103790B1 (fr) | 2022-09-23 |
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