WO2012164184A1 - Procede de controle du jeu entre bandes deposees par une tete de drapage et sous-ensemble de tete de drapage a dispositif de controle embarque - Google Patents

Procede de controle du jeu entre bandes deposees par une tete de drapage et sous-ensemble de tete de drapage a dispositif de controle embarque Download PDF

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WO2012164184A1
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prism
housing
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drape
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Michel Robert José CAYMENT
Philippe Claude MARQUES
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Forest Line Capdenac
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N7/00—Television systems
    • H04N7/18—Closed-circuit television [CCTV] systems, i.e. systems in which the video signal is not broadcast
    • H04N7/183—Closed-circuit television [CCTV] systems, i.e. systems in which the video signal is not broadcast for receiving images from a single remote source
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
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    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/30—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core
    • B29C70/38—Automated lay-up, e.g. using robots, laying filaments according to predetermined patterns
    • B29C70/386—Automated tape laying [ATL]
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    • B29C70/388—Tape placement heads, e.g. component parts, details or accessories

Definitions

  • a method of controlling interplay between tapes deposited by a draping head and a subassembly of an embossing head with an onboard control device is provided.
  • the present invention relates to the manufacture of composite parts by means of strips deposited by a drape head, and more precisely the quality control of this deposit, in particular by the control of interband games.
  • the composite tape is unwound from a reel to pass over the draping head where the prepreg fiber ribbon is separated from the support tape, the latter being returned to a winding mandrel, while the prepreg is applied to the mold or on the previous layers already deposited, by a compaction member generally consisting of a roller or an applicator shoe attached to the drape head. Suitable members guide the prepreg to the drop zone, downstream of the strip circuit, and the separation of the prepreg and its support as close as possible to the depositing member.
  • the draping head is mounted movably along a plurality of axes (generally five axes or six axes) so as to adapt to the increasingly complex shapes of the parts to be produced according to this technique. This head moves with great speed, for example 1 m / s.
  • a single phase removal process is used which includes in situ cutting of the strips to deposit and their immediate removal by the same machine.
  • a mechanical or ultrasonic knife cuts the pre-impregnated tape directly on its support paper without cutting the latter which will be rewound on the mandrel after peeling.
  • a two-phase process is used, in which the cutting is done upstream in the process, with a first specialized machine and where the successive pre-cut sections are either left on the initial support strip or placed between two protectors and wound on a cassette then installed on the draping head.
  • pre-impregnated tapes are used for a single or double lay-up head: the latter comprises two strip removal circuits leading downstream to a dispensing zone. at the lower end of the head.
  • Documents FR2888156, FR2894510 and FR2949378 in the name of the Applicant show examples of embodiments of double draping heads, usually with two compaction members, rollers in this case, one per circuit, which can be of different width. These two rollers are generally very close to each other, leaving only a narrow space between them, typically less than two centimeters.
  • US 2007/229805 discloses a control device included in a draping head.
  • the object of the invention is therefore to provide a method and an onboard interband game control device, or more generally the surface of the deposited strips, which overcome these difficulties.
  • the invention achieves its goal thanks to a subset of a drape head for depositing on a tooling for depositing a prepreg strip fed to the subassembly, the subassembly comprising downstream at least one depositing and at least one compaction member of the prepreg strip, and a device for controlling the surface of the strip and in particular the interband clearance, this device being a profilometry device which comprises a laser light source projecting a light line on the surface to be controlled and a camera for collecting the image of the projected light line, characterized in that the device comprises a prism disposed in the vicinity of the surface to be controlled in the axis of the camera so as to refer to the camera the image of the projected light line that reaches him from a certain angle.
  • 2D profilometry methods using laser triangulation are known per se, and are often used in a variety of industry, as described for example in US 6621060 and US7423734. They consist of projecting a laser line on a surface and analyzing the image of this line by a camera disposed generally obliquely with respect to the laser beam.
  • the company eyence also markets 2D profilometers in the form of compact housings, but these can not be placed in the drop zone downstream of the topping head, given its particular geometry and the limited space available at this level. drop zone.
  • the invention solves this difficulty by using a prism in the vicinity of the surface to be controlled, in the drop zone, this prism allowing obliquely driving the image towards the camera; this can then be placed freely and in particular be offset with the light source and the rest of the device at a less narrow location of the drape head.
  • the camera and the laser light source are housed side by side in a remote housing disposed at a distance very far above the compaction member or bodies, the prism being connected to the housing and to the the camera by an elongated housing arranged vertically in the vicinity of the compaction member or bodies.
  • very above compaction members is meant that they are not only above the compaction members themselves, such as compaction rollers, but also over their support system and training that allows their movement in height.
  • the elongated housing is advantageously arranged in the gap between the two compaction members.
  • control device comprises two sets of housing and prism, intended to frame the two edges of a deposited strip.
  • the two sets of housing and prism are mounted with a modifiable gap to accommodate the bandwidth deposited.
  • the invention also relates to a method for controlling the interband clearance between two strips of prepreg deposited by a subset of a drape head for depositing on a tooling for depositing a prepreg strip fed to the subassembly, the subset including downstream at least one depositing member and at least one compaction member of the prepreg strip, the method of controlling the interband clearance using a profilometry method, namely that a light line is projected onto the surface to be inspected, and the image of this light line is observed by a camera, characterized in that the image is returned at an angle in a prism disposed in the vicinity of the surface to be monitored and then returned to the axis of the camera.
  • a profilometry method namely that a light line is projected onto the surface to be inspected, and the image of this light line is observed by a camera, characterized in that the image is returned at an angle in a prism disposed in the vicinity of the surface to be monitored and then returned to the axis of the camera.
  • the invention makes it possible to use relatively conventional and robust equipment, particularly for the camera which does not need to be a micro-camera or a pencil-camera.
  • the method of the invention is advantageously implemented after a preliminary step which makes it possible to distinguish the beads (due to an overlap) of the band edges.
  • the profile of a band edge (or end of band) is similar to an overlapping profile, and it is useful for the program to integrate the location of the band edges so as not to confuse them with beads.
  • the automatic profile detection method according to the invention can be used first in a preventive framework to memorize the controls and use them to optimize the programming of the drape head and, once the appropriate programming is done, in a healing framework, to give alerts after the surface of each layer has been checked and a defect has been found.
  • the programming software defines the zones to be checked taking into account the ribbons already deposited.
  • the invention can not only be used for the control of the interband game but also to control other aspects detectable by profilometry, such as end-of-ply or layer contours.
  • Figure 1 is a schematic front view of a double draping head incorporating the measuring device according to the invention.
  • Figure 2 is a perspective view of the measuring device of the invention, isolated from the drape head.
  • Figure 3 is a schematic front view illustrating the principle of measurement with the device of the invention.
  • Figures 4A and 4B are schematic perspective views of the front and side of the bottom of the double draping head with the device of the invention, in a first position of the compaction rollers and with a first spacing of the two parts of the device.
  • FIGS. 5A and 5B are diagrammatic front and side perspective views of the bottom of the double draping head with the device of the invention, in a second position of the compacting rollers and with a second spacing of the two parts of the device. .
  • Figure 6 shows four conventional arrangements of carbon bands in top view.
  • Figures 7A and 7B schematically show side two carbon strips deposited in respective situations of play and recovery.
  • FIGS. 6, 7A and 7B illustrate the lay-up schemes of composite strips 1 of glued carbon fibers.
  • a part consists of a stack, on a depositing tool 4, layers formed strips deposited. To give the product isotropic properties, these layers have various orientations, for example respectively at 0 °, 90 °, -45 ° and + 45 °, and are stacked alternately by the drape head.
  • a band 1 is placed next to a neighboring layer 1 while respecting a certain clearance 2, of a value d which is commonly between 0 and 2.5 mm. This game should be respected and controlled and the overlap or overlap phenomenon 3 shown in FIG. 7B should be avoided.
  • Laying layers on top of each other can locally induce slopes, less than 10%, on the formed profile. These slopes and the difference in levels of the surface make that the observation that can be made by a vertical axis (assuming that the stacked surface is arranged on a horizontal support) is tainted error: the actual surface observed may be a few millimeters ahead or behind the theoretical surface observed and distort the measurement. This is why the method and the device of the invention privilege an oblique observation of the surface to be observed, illuminated by a normal laser beam at the surface of the tooling 4. The principle is illustrated in FIG.
  • the control device 10 comprises a lighting device or laser light source 11 which sends a collimated light beam 12 vertically onto the surface of the strip 1 deposited on the horizontal tooling
  • the laser source 11 is close to a vertical axis camera 14 parallel to and adjacent to the beam 12.
  • the camera 13 can thus see the oblique face 15 of a right prism 16 which receives the rays 17 reflected by the surface of the strip 1, after they have been refracted into the prism 16.
  • the light source 11 and the camera 13 are disposed in a housing 18, and an elongate housing 19 of suitable height is placed under the housing 18 to carry at its end the prism 16 and protect the observed image.
  • This prism 16 is for example 10 mm wide on its horizontal face, and imposes a deflection of 27 ° of the image.
  • the collimated illumination 11 can be achieved by laser LEDs which allow more precision than a conventional laser source.
  • the elongated housing 19 is also about this dimension of 10 mm in width, which allows it to pass between the rollers of a double draping machine, whose rollers are slightly spaced apart. This therefore allows to "go up” the entire control device, except the prism and its housing, above the rollers, in a larger area and protect, so as to obtain the structure that will now be described with reference to the figures 1, 2, 4A, 4B,
  • the prism 16 remains easily accessible to be cleaned or changed.
  • FIG. 1 shows schematically the device 10 on a double lapping head 20 used for a process of depositing one or two phases.
  • This head 20 is intended to be mounted, movable along different axes (5 or 6) at the bottom of a beam suspended from a moving gantry above the removal tool.
  • the composite strip is unwound from one or the other of the cassettes 35 or 35 'and arrives by passing through cutting stations 22, possibly heating, and various guiding and removal members 23, to the lowest section.
  • the removal station itself which comprises in particular two compacting rollers 30, 30 ', mounted by retractable rods 31, 31' on a support and control assembly of the rollers 26.
  • the rollers 30 , 30' have for example 60 mm in diameter and respectively 300 mm and 150 mm in length.
  • FIG. 2 shows in more detail the mounting of the control device 10 on the bracket 27.
  • the control device 10 is double and comprises two housings 18 each containing their light source 11 which emits a beam 12, and their camera 13 disposed above the elongated housing 19.
  • Each housing 18 is mounted in horizontal sliding on the vertical wall of the bracket 27 by means of slides 28.
  • the horizontal displacement of the housings 18 on their rails 28 is obtained by jacks horizontals 29 fixed on the bracket 27 and whose rod 29a is connected to a respective housing 18.
  • the two housings 18 of the control device 10 can take configurations:
  • FIGS. 5A, 5B a minimum spacing, in FIGS. 5A, 5B, with a spacing L2 for example of 150 mm (or about 6 inches) allowing the control of the games at the edge of wide bands of 150 mm.
  • the onboard control device it is possible to carry out a large number of measurements per second, for example from 10 to 100, which are processed by a suitable computer connected to the automaton controlling the drape head, and to control thus the quality of the removal of layers.

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Abstract

Ce sous-ensemble de tête de drapage (20) comporte en aval au moins un organe de dépose (23) et au moins un rouleau de compactage (30, 30') de la bande de préimprégné, et un dispositif (10) de contrôle du jeu interbande, constitué d'un profilomètre comprenant une caméra (13), une source lumineuse laser (11) projetant une ligne lumineuse sur la surface à contrôler et un prisme (16) disposé au voisinage de la surface à contrôler dans l'axe de la caméra (13) de manière à renvoyer à la caméra (13) l'image de la ligne lumineuse projetée qui lui parvient sous un certain angle. La caméra (13) et la source lumineuse (11) sont logées côte à côte dans un boîtier (18) déporté disposé à distance des rouleaux (30, 30') de compactage, le prisme (16) étant relié au boîtier (18) et à la caméra (13) par un carter allongé (19) disposé verticalement entre les rouleaux de compactage (30, 30').

Description

Procédé de contrôle du jeu entre bandes déposées par une tête de drapage et sous-ensemble de tête de drapage à dispositif de contrôle embarqué.
La présente invention concerne la fabrication de pièces composites au moyen de bandes déposées par une tête de drapage, et plus précisément le contrôle de la qualité de cette dépose, notamment par le contrôle des jeux interbandes.
Pour la fabrication de pièces diverses telles que des ailes d'avion, il est connu, par exemple par le document US 4842684 au nom de la Demanderesse, de déposer automatiquement sur un moule ou outillage de dépose, grâce à un robot ou une machine munie d'une tête de drapage, un ruban composite constitué d'éléments de fibres (carbone, verre, evlar®, etc.) encollées, par imprégnation d'une résine thermodurcis sable (les éléments sont alors généralement supportées sur un ruban de support en papier ou en film plastique) ou d'une résine thermoplastique. Le ruban composite est dévidé d'une bobine pour passer sur la tête de drapage où le ruban de fibres préimprégnées est séparé du ruban de support, ce dernier étant renvoyé sur un mandrin d'enroulement, tandis que le préimprégné est appliqué sur le moule ou sur les couches précédentes déjà déposées, par un organe de compactage constitué généralement d'un rouleau ou un sabot applicateur lié à la tête de drapage. Des organes appropriés assurent le guidage du préimprégné jusqu'à la zone de dépose, en aval du circuit de la bande, et la séparation du préimprégné et de son support au plus près possible de l'organe de dépose. La tête de drapage est montée mobile selon plusieurs axes (généralement cinq axes ou six axes) de manière à s'adapter aux formes de plus en plus complexes des pièces à réaliser selon cette technique. Cette tête se déplace avec une grande rapidité, par exemple 1 m/s.
Compte tenu des formes des pièces réalisées, et notamment de leurs bords, il convient non seulement de déposer des tronçons de ruban « pleine largeur », à quatre cotés, mais également des tronçons de formes diverses, obtenus par découpe complexe du ruban.
Pour les découpes traversantes de formes simples, on utilise un processus de dépose monophase qui comprend la découpe in situ des bandes à déposer et leur dépose immédiate par la même machine. Un couteau mécanique ou à ultrasons coupe le ruban préimprégné directement sur son papier support sans couper ce dernier qui sera réenroulé sur le mandrin après pelage.
Pour les bandes à découper de forme complexe, on utilise un procédé biphasé, selon lequel la découpe se fait en amont dans le procédé, avec une première machine spécialisée et où les tronçons successifs prédécoupés sont soit laissés sur le ruban de support initial ou disposés entre deux protecteurs et enroulés sur une cassette installée ensuite sur la tête de drapage.
Qu'il s'agisse du procédé monophase ou du procédé biphasé, on utilise pour la dépose des rubans préimprégnés une tête de drapage qui peut être simple ou double : cette dernière comprend deux circuits de dépose de bande aboutissant en aval à une zone de dépose à l'extrémité basse de la tête. Les documents FR2888156, FR2894510 et FR2949378 eu nom de la Demanderesse montrent des exemples de réalisation de têtes de drapage doubles, généralement avec deux organes de compactage, des rouleaux en l'occurrence, un par circuit, qui peuvent être de largeur différente. Ces deux rouleaux sont généralement très voisins l'un de l'autre, ne laissant qu'un espace étroit entre eux, typiquement de moins de deux centimètres.
II est important de contrôler en permanence la qualité de la dépose de la bande déposée par la tête de drapage, et notamment de vérifier que les différents tronçons de bandes ne se chevauchent pas mais qu'au contraire, il existe bien entre eux le jeu prévu.
Ce contrôle peut s'exercer de manière purement visuelle, à l'aide de loupes mesurantes. Mais il est très difficiles parce que les bandes de carbone sont noires et que les jeux ne se distinguent pas bien ; les pièces à examiner peuvent être très grandes et larges, ce qui oblige l'opérateur chargé de l'inspection visuelle à monter sur les pièces avec le risque de les abîmer ; enfin le nombre de jeux à vérifier extrêmement grand, puisqu'il peut y avoir par exemple 10 000 bandes complexes à vérifier sur une pièce.
Il est donc souhaitable de trouver un procédé et un dispositif automatique de contrôle de jeu.
On a cherché à contrôler les jeux par un éclairage approprié de la surface et une observation de celle-ci par une caméra dont on analyse les images (les contrastes) : l'expérience à montré que les résultats ont une fiabilité peu élevée, ne dépassant pas 70%.
Par ailleurs, on s'est aperçu que les variations de distance entre la caméra et la surface à observer pouvaient entraîner des difficultés de mise au point focale de la caméra de contrôle et nécessitaient de corriger la hauteur mesurée, en tenant compte de cette distance.
En outre, la zone idéale où le contrôle peut s'effectuer, juste au niveau des deux rouleaux de compactage dans le cas d'une tête de drapage double, est assez étroite et laisse peu de place pour installer un matériel de contrôle.
Le document US 2007/271064 fait connaître un sous-ensemble de drapage présentant les caractéristiques de dispositif et de procédé mentionnées dans les préambules des revendications annexées 1 et 6.
Le document US 2007/229805 fait connaître un dispositif de contrôle inclus dans une tête de drapage.
Mais il reste à trouver un dispositif et un procédé améliorant la fiabilité des systèmes existants et adaptés à s'installer dans une zone étroite du dispositif de drapage.
Le but de l'invention est donc de proposer un procédé et un dispositif embarqué de contrôle des jeux interbandes, ou plus généralement de la surface des bandes déposées, qui surmontent ces difficultés.
L'invention atteint son but grâce à un sous-ensemble d'une tête de drapage pour la dépose sur un outillage de dépose d'une bande de préimprégné amenée au sous-ensemble, le sous-ensemble comportant en aval au moins un organe de dépose et au moins un organe de compactage de la bande de préimprégné, et un dispositif de contrôle de la surface de la bande et notamment du jeu interbande, ce dispositif étant un dispositif de profilométrie qui comprend une source lumineuse laser projetant une ligne lumineuse sur la surface à contrôler et une caméra pour collecter l'image de la ligne lumineuse projetée, caractérisé en ce que le dispositif comprend un prisme disposé au voisinage de la surface à contrôler dans l'axe de la caméra de manière à renvoyer à la caméra l'image de la ligne lumineuse projetée qui lui parvient sous un certain angle.
Les méthodes de profilométrie 2D utilisant la triangulation laser sont connues en elles-mêmes, et sont souvent utilisées dans divers secteurs de l'industrie, comme décrit par exemple dans les documents US 6621060 et US7423734. Elles consistent à projeter une ligne laser sur une surface et à analyser l'image de cette ligne par une caméra disposée généralement obliquement par rapport au faisceau laser. La société eyence commercialise aussi des profilomètres 2D sous forme de boîtiers compacts mais ceux là ne peuvent pas être disposés dans la zone de dépose en aval de la tête de nappage, compte tenu de sa géométrie particulière et du peu de place disponible au niveau de cette zone de dépose. L'invention permet de résoudre cette difficulté en utilisant un prisme au voisinage de la surface à contrôler, dans la zone de dépose, ce prisme permettant de conduire obliquement l'image vers la caméra ; celle-ci peut alors être placée librement et notamment être déportée avec la source lumineuse et le reste du dispositif à un endroit moins étroit de la tête de drapage.
De fait, dans la version préférée de l'invention, la caméra et la source lumineuse laser sont logées côte à côte dans un boîtier déporté disposé à distance très au-dessus du ou des organes de compactage, le prisme étant relié au boîtier et à la caméra par un carter allongé disposé verticalement au voisinage du ou des organes de compactage. Par « très » au-dessus des organes de compactage, on entend qu'ils sont non seulement au-dessus des organes de compactage eux-mêmes, tels que les rouleaux de compactage, mais aussi au-dessus de leur système de support et d'entraînement qui permet leur débattement en hauteur.
Lorsque l'invention est appliquée à une tête de drapage double à deux organes de compactage, le carter allongé est avantageusement disposé dans l'intervalle entre les deux organes de compactage.
Avantageusement, le dispositif de contrôle comporte deux ensembles de boîtier et de prisme, destinés à encadrer les deux bords d'une bande déposée.
Avantageusement, les deux ensembles de boîtier et de prisme sont montés avec un écartement modifiable pour s'accommoder à la largeur de bande déposée.
L'invention concerne aussi un procédé de contrôle du jeu interbande existant entre deux bandes de préimprégné déposées par un sous-ensemble d'une tête de drapage pour la dépose sur un outillage de dépose d'une bande de préimprégné amenée au sous-ensemble, le sous-ensemble comportant en aval au moins un organe de dépose et au moins un organe de compactage de la bande de préimprégné, le procédé de contrôle du jeu interbande utilisant un procédé de profilométrie, à savoir qu'on projette une ligne lumineuse sur la surface à contrôler, et qu'on fait observer par une caméra l'image de cette ligne lumineuse, caractérisé en ce que l'image est renvoyée sous un certain angle dans un prisme disposé au voisinage de la surface à contrôler puis renvoyée dans l'axe de la caméra.
L'invention permet d'utiliser un matériel relativement classique et robuste, notamment pour la caméra qui n'a pas besoin d'être une micro- caméra ou une caméra-crayon.
Le procédé de l'invention est avantageusement mis en œuvre après une étape préalable qui permet de distinguer les bourrelets (dus à un chevauchement) des bords de bande. En effet le profil d'un bord de bande (ou d'une fin de bande) est semblable à un profil de chevauchement, et il est utile que le programme intègre la localisation des bords de bande pour ne pas les confondre avec des bourrelets.
Le procédé de détection automatique de profil conforme à l'invention peut être utilisé d'abord dans un cadre préventif pour mémoriser les contrôles et s'en servir pour optimiser la programmation de la tête de drapage et, une fois la programmation idoine faite, dans un cadre curatif, pour donner des alertes après que la surface de chaque couche a été contrôlée et qu'un défaut a été constaté. Le logiciel de programmation définit les zones à contrôler en tenant compte des rubans déjà déposés.
Naturellement, l'invention peut non seulement être utilisée pour le contrôle du jeu interbande mais aussi pour contrôler d'autres aspects détectables par profilométrie, comme les extrémités de ruban (« end-of- ply ») ou des contours de couche.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description suivante d'un exemple de réalisation. Il sera fait référence aux dessins annexés sur lesquels :
La figure 1 est une vue schématique de face d'une tête de drapage double incorporant le dispositif de mesure conforme à l'invention.
La figure 2 est une vue en perspective du dispositif de mesure de l'invention, isolé de la tête de drapage. La figure 3 est une vue schématique de face illustrant le principe de la mesure avec le dispositif de l'invention.
Les figures 4A et 4B sont des vues perspectives schématiques de face et de côté du bas de la tête de drapage double avec le dispositif de l'invention, dans une première position des rouleaux de compactage et avec un premier écartement des deux parties du dispositif.
Les figures 5 A et 5B sont des vues perspectives schématiques de face et de côté du bas de la tête de drapage double avec le dispositif de l'invention, dans une seconde position des rouleaux de compactage et avec un second écartement des deux parties du dispositif.
La figure 6 représente quatre dispositions classiques de bandes de carbone en vue de dessus.
Les figures 7A et 7B représentent schématiquement de côté deux bandes de carbone déposées dans des situations respectives de jeu et de recouvrement.
On commencera par se reporter aux figures 6, 7A et 7B qui illustrent les schémas de dépose de bandes composites 1 de fibres de carbone encollées. Une pièce est constituée d'un empilage, sur un outillage de dépose 4, de couches formées de bandes déposées. Pour donner au produit des propriétés isotropes, ces couches ont diverses orientations, par exemple respectivement à 0°, 90°, -45° et +45°, et sont empilées de manière alternée par la tête de drapage. Comme on le voit, une bande 1 est placée à côté d'une couche voisine 1 en respectant un certain jeu 2, d'une valeur d qui est couramment entre 0 et 2,5 mm. Il convient de respecter et contrôler ce jeu et d'éviter le phénomène de recouvrement ou de chevauchement 3 représenté sur la figure 7B.
Le drapage des couches les unes sur les autres peut induire localement des pentes, inférieures à 10 %, sur le profil constitué. Ces pentes et la différence de niveaux de la surface font que l'observation qu'on peut en faire par selon un axe vertical (en admettant que la surface empilée est disposée sur un support horizontal) est entachée d'erreur : la surface réelle observée peut se trouver à quelques millimètres en avant ou en arrière de la surface théorique observée et fausser la mesure. C'est pourquoi le procédé et le dispositif de l'invention privilégient une observation oblique de la surface à observer, illuminée par un rayon laser normal à la surface de l'outillage 4. Le principe en est illustré sur la figure 3.
Le dispositif de contrôle 10 comprend un dispositif d'éclairage ou source lumineuse laser 11 qui envoie un faisceau lumineux collimaté 12 verticalement sur la surface de la bande 1 déposée sur l'outillage horizontal
4 (ou sur plusieurs couches déjà empilées sur cet outillage 4). La source laser 11 est voisine d'une caméra d'axe vertical 14 parallèle et voisin du faisceau 12. La caméra 13 peut ainsi voir la face oblique 15 d'un prisme droit 16 qui reçoit les rayons 17 réfléchis par la surface de la bande 1, après qu'ils ont été réfractés dans le prisme 16. La source lumineuse 11 ainsi que la caméra 13 sont disposées dans un boîtier 18, et un carter allongé 19 de hauteur appropriée est placé sous le boîtier 18 pour porter à son extrémité le prisme 16 et protéger l'image observée. Ce prisme 16 fait par exemple 10 mm de large sur sa face horizontale, et impose une déviation de 27° de l'image. L'éclairage collimaté 11 peut être réalisé par des LED laser qui permettent plus de précision qu'une source laser classique. Le carter allongé 19 a aussi environ cette dimension de 10 mm en largeur, ce qui lui permet de passer entre les rouleaux d'une machine de drapage double, dont les rouleaux sont faiblement écartés. Cela permet donc de « remonter » tout le dispositif de contrôle, hormis le prisme et son carter, au-dessus des rouleaux, dans une zone protéger et plus spacieuse, de manière à obtenir la structure qu'on va maintenant décrire en référence aux figures 1, 2, 4A, 4B,
5 A, 5B. En revanche, le prisme 16 reste facilement accessible pour être nettoyé ou changé.
La figure 1 montre schématiquement le dispositif 10 embarqué sur une tête de nappage double 20 utilisée pour un procédé de dépose à une ou deux phases. Cette tête 20 est destinée à être montée, mobile selon différents axes (5 voire 6) en bas d'une poutre suspendue à un portique mobile au-dessus de l'outillage de dépose. La bande composite est déroulée de l'une ou l'autre des cassettes 35 ou 35' et arrive en traversant des postes de découpe 22, éventuellement de chauffage, et des organes divers de guidage et de dépose 23, à la section basse la plus en aval de la tête, le poste de dépose lui-même 25 qui comporte notamment deux rouleaux de compactage 30, 30', montés par des tiges rétractables 31, 31 ' sur un ensemble de support et de commande des rouleaux 26. Les rouleaux 30, 30' ont par exemple 60 mm de diamètre et respectivement 300 mm et 150 mm de longueur. Ils peuvent se rétracter en hauteur sur une course de 25 mm. L'espace laissé horizontalement entre les surfaces des rouleaux 30, 30' est par exemple de 14 mm : les dessins des figures 1, 4A, 4B, 5 A, 5B ne sont pas à l'échelle et l'espace entre les rouleaux 30, 30' a été exagéré pour permettre la représentation. En effet, dans cet espace on peut faire passer le carter 19 du dispositif de contrôle 10 de sorte que son prisme 1 vient dans la zone de dépose 25, entre les rouleaux 30, 30'. Le boîtier 18 contenant la source lumineuse 11 et la caméra 13 est, quant à lui, situé au-dessus des rouleaux. Il est fixé par exemple à l'ensemble 26 de support des rouleaux 30, 30', grâce à une équerre 27.
La figure 2 montre plus en détail le montage du dispositif de contrôle 10 sur l'équerre 27, D'une part, le dispositif de contrôle 10 est double et comprend deux boîtiers 18 contenant chacun leur source lumineuse 11 qui émet un faisceau 12, et leur caméra 13 disposée au-dessus du carter allongé 19. Chaque boîtier 18 est monté en coulissement horizontal sur la paroi verticale de l'équerre 27 grâce à des glissières 28. Le déplacement horizontal des boîtiers 18 sur leurs glissières 28 est obtenu par des vérins horizontaux 29 fixés sur l'équerre 27 et dont la tige 29a est reliée à un boîtier respectif 18.
Comme le montrent les figures 4A, 4B, 5A, 5B, les deux boîtiers 18 du dispositif de contrôle 10 peuvent prendre des configurations :
-d'espacement maximal, dans les figures 4 A, 4B, avec un écartement Ll par exemple de 300 mm (ou environ 12 pouces) permettant le contrôle des jeux en bordure de bandes larges de 300 mm, ou
-d'espacement minimal, dans les figures 5 A, 5B, avec un écartement L2 par exemple de 150 mm (ou environ 6 pouces) permettant le contrôle des jeux en bordure de bandes larges de 150 mm.
Grâce au dispositif de contrôle embarqué conforme à l'invention, on peut réaliser un grand nombre de mesures par seconde, par exemple de 10 à 100, qui sont traitées par un ordinateur approprié relié à l'automate commandant la tête de drapage, et contrôler ainsi la qualité de la dépose de couches.

Claims

REVENDICATIONS
1) Sous-ensemble d'une tête de drapage (20) pour la dépose sur un outillage de dépose d'une bande (1) de préimprégné amenée au sous- ensemble, le sous-ensemble comportant en aval au moins un organe de dépose (23) et au moins un organe de compactage (30, 30') de la bande de préimprégné, et un dispositif (10) de contrôle de la surface de la bande et notamment du jeu interbande, ce dispositif (10) étant un dispositif de profilométrie qui comprend une source lumineuse laser (11) projetant une ligne lumineuse sur la surface à contrôler et une caméra (13) pour collecter l'image de la ligne lumineuse projetée, caractérisé en ce que le dispositif comprend un prisme (16) disposé au voisinage de la surface à contrôler dans l'axe de la caméra (13) de manière à renvoyer à la caméra (13) l'image de la ligne lumineuse projetée qui lui parvient sous un certain angle.
2) Sous-ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que la caméra (13) et la source lumineuse (11) sont logées côte à côte dans un boîtier (18) déporté disposé à distance très au-dessus du ou des organes (30, 30') de compactage, le prisme (16) étant relié au boîtier (18) et à la caméra (13) par un carter allongé (19) disposé verticalement au voisinage du ou des organes de compactage (30, 30').
3) Sous-ensemble selon la revendication 2, caractérisé en ce que la tête de drapage (10) est double et en ce que le carter allongé (19)est disposé dans l'intervalle entre les deux organes de compactage (30, 30').
4) Sous-ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le dispositif de contrôle (10) comporte deux ensembles de boîtier (18) et de prisme (16).
5) Sous-ensemble selon la revendication 4, caractérisé en ce que les deux ensembles de boîtier (18) et de prisme (16) sont montés avec un écartement modifiable. 6) Procédé de contrôle du jeu interbande existant entre deux bandes de préimprégné déposées par un sous-ensemble d'une tête de drapage (20) pour la dépose sur un outillage de dépose d'une bande de préimprégné (1) amenée au sous-ensemble, le sous-ensemble comportant en aval au moins un organe de dépose (23) et au moins un organe de compactage (30, 30') de la bande de préimprégné, le procédé de contrôle du jeu interbande utilisant un procédé de profilométrie, à savoir qu'on projette une ligne lumineuse sur la surface à contrôler, et qu'on fait observer par une caméra (13) l'image de cette ligne lumineuse, caractérisé en ce que l'image est renvoyée sous un certain angle dans un prisme (16) disposé au voisinage de la surface à contrôler puis renvoyée dans l'axe de la caméra (13).
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