WO2022144350A1 - Système de contrôle non destructif d'une pièce à inspecter - Google Patents

Système de contrôle non destructif d'une pièce à inspecter Download PDF

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WO2022144350A1
WO2022144350A1 PCT/EP2021/087713 EP2021087713W WO2022144350A1 WO 2022144350 A1 WO2022144350 A1 WO 2022144350A1 EP 2021087713 W EP2021087713 W EP 2021087713W WO 2022144350 A1 WO2022144350 A1 WO 2022144350A1
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inspection
robot
control system
trajectory
inspected
Prior art date
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PCT/EP2021/087713
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Julien Brisset
Delphine Keller
Brice MARIE
Patrick RECOLIN
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Naval Group
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    • G01N29/265—Arrangements for orientation or scanning by relative movement of the head and the sensor by moving the sensor relative to a stationary material

Definitions

  • TITLE NON-DESTRUCTIVE CONTROL SYSTEM FOR A PART TO BE INSPECTED
  • the present invention relates to a system for the non-destructive testing of a part to be inspected.
  • the invention allows the robotization of non-destructive testing by ultrasound and/or eddy currents.
  • Such a system is adaptable to different shapes and sizes of parts, such as flat, cylindrical surfaces or even propeller blades, making it possible to obtain a precise and complete mapping of any defects in a part repository.
  • the object of the invention is therefore to provide such a system.
  • the subject of the invention is a system for the non-destructive testing of a part to be inspected, characterized in that it comprises a robot provided with an arm with at least six degrees of freedom, one end of which carries a tool is equipped with means for non-destructive testing of the part and in that the robot is also associated with means for controlling the displacements of this arm and therefore of the control means along a control trajectory to map the part and in particular its possible defects.
  • the non-destructive testing means include eddy current testing means
  • the non-destructive testing means include ultrasonic testing means
  • the trajectory calculator determines the trajectory from the geometry of the surface of the part to be inspected, the inspection trajectory to be performed and the inspection configuration to be performed;
  • the geometry of the surface of the part to be inspected is in the form of a parametric model of the surface whose parameters have been identified beforehand;
  • the geometry of the surface of the part to be inspected is presented in the form of a three-dimensional surface representation resulting from a 3D digitization process of this part;
  • the trajectory of the inspection to be carried out is in the form of a parametric model;
  • the trajectory of the inspection to be carried out takes the form of a set of desired positions in the space of the inspection means;
  • the inspection configuration to be carried out includes a relative orientation between the non-destructive testing means and the part;
  • the trajectory computer generates an instantaneous movement setpoint for the robot arm and therefore means of non-destructive testing
  • the robot is associated with a computer for mapping any defects in the part
  • the respective location means of the part and of the robot comprise infra-red optical means.
  • FIG. 1, 2, 3 Figures 1, 2 and 3 illustrate an embodiment of a non-destructive testing system of a part to be inspected, this part being for example a blade propeller illustrated in Figure 1, a blade portion illustrated in Figure 2 or a tubular part illustrated in Figure 3;
  • Figure 4 presents a block diagram illustrating means for controlling such a system
  • FIG. 5, 6, 7 and 8 Figures 5, 6, 7 and 8 illustrate different trajectories of an inspection head for example on a propeller blade
  • Figure 9 illustrates a block diagram of an inspection head forming part of a system according to the invention.
  • Such a control system must make it possible to ensure: precise location of defects on a part during a non-destructive examination, the performance of a non-destructive examination with spatial position control (position/orientation of the non-destructive testing sensor in relation to the part), carrying out a non-destructive examination in a repeatable manner, that is to say which has the ability to come back to a defect to deepen the examination and reproducible, it that is to say that does not depend on the operator, carrying out a non-destructive examination in an exhaustive manner, that is to say to be certain of having examined the entire surface of the part, of having the ability to adapt to different sizes and shapes of parts, i.e. no longer needing special mechanics for each type of part, to have the ability to adapt to the actual geometry of the part, i.e. take into account the exact surface measurement, and that the system is generic p To use a standard market acquisition chain.
  • the proposed solution consists for example in using an industrial robot equipped with an arm for example with at least six degrees of freedom, one end of which is equipped with tools for non-destructive testing of the part, and is suitable to move them on the part to be checked.
  • means of respective localization of the part and of the robot to take into account the position of the latter, and comprising for example infrared optical means, can also be implemented.
  • This non-destructive control system solution then makes it possible to automate controls and can be adapted to different shapes and sizes of parts while allowing encoding of the inspection trajectory carried out to obtain an accurate mapping of defects.
  • Such a control system structure is for example illustrated in Figures 1, 2 and 3.
  • the robot is designated by the general reference 1 and comprises an arm with at least six degrees of freedom, designated by the general reference 2.
  • the tool holder end 3 of the arm is equipped with means for non-destructive testing of the part, these means being designated by the general reference 4.
  • these non-destructive testing means may for example include eddy current and/or ultrasonic testing means.
  • This system can then be used to inspect, for example, a propeller blade, designated by the general reference 5 in FIG. 1, or any portion of a blade designated by the general reference 6 in FIG. that designated by the general reference 7 in Figure 3.
  • Such a system comprises a trajectory calculator or module of the non-destructive testing means, this trajectory calculator determining the trajectory from the geometry of the surface of the part to be inspected, the inspection trajectory to be carried out and the configuration inspection to be carried out.
  • trajectory calculator or module is designated by the general reference 10 and therefore receives as input inspection trajectory data to be carried out designated by the general reference 11, data from inspection configuration to be carried out designated by the general reference 12 and geometry data of the surface of the part to be inspected designated by the general reference 13.
  • the geometry of the surface of the part to be inspected can take the form, for example, of a parametric model of the surface whose parameters have been identified beforehand.
  • This geometry of the surface of this part to be inspected can also be in the form of a three-dimensional surface representation resulting for example from a 3D digitization process of this part.
  • the trajectory of the inspection to be carried out is presented for example in the form of a parametric model.
  • This inspection trajectory can also take the form of a set of desired positions in the space of the inspection means.
  • the configuration of the inspection to be carried out includes, for example, a relative orientation between the non-destructive testing means and the part.
  • This calculator or trajectory module therefore has the role of merging all of this data to arrive at a set of homogeneous transformations adapted to the shape of the part to be inspected, and compatible with the inspection strategy.
  • These location means include for example infrared optical means.
  • the trajectory computer then generates an instruction or orders for instantaneous movement of the arm of the robot and therefore means of non-destructive testing.
  • the system implements an industrial robot associated with means of non-destructive control of the part, and that a trajectory of movement of the latter is generated from the real surface to be inspected and the trajectory of inspection to be carried out.
  • the robot and/or the part are located in space and a movement instruction is generated at any time to control the movements of the robot by taking into account the various information and the current position of the robot's tool center .
  • the current position of the robot's tool center and the knowledge of the surface to be inspected are used to encode the movement in a unique way, this encoding being transmitted to the acquisition and non-destructive testing chain to map the part.
  • FIGS 5, 6, 7 and 8 illustrate different concrete inspection cases.
  • figure 5 illustrates the case of the inspection of a pipe.
  • the geometry of the surface is a cylinder fitted to a real pipe using a point measurement, for example by point probed with a dry point at the end of the robot.
  • the inspection path is for example a cylindrical grid with a scan along the axis of the cylinder, and the inspection configuration is an orientation of the non-destructive testing sensor longitudinal to the pipe and normal to the surface using a mechanism of adaptable fixing making it possible to guarantee the support of the sensor as will be described in more detail later.
  • Figures 6 and 7 illustrate the inspection of a propeller blade.
  • the geometry of the surface is then a surface triangular mesh resulting from a 3D digitization of the blade.
  • the inspection path is a rectangular grid projected on the surface with a scan along the deposition axis for example of the additive manufacturing process by wire deposition, and the inspection configuration is an orientation of the midpoint of two probes used , for example by TOFD method, normal to the surface and a direction of displacement with an orientation of the sensors longitudinal to the direction of displacement and the use of adaptable fixing mechanisms making it possible to guarantee the support of the sensors as will be described in more detail afterwards.
  • the robot piloting module that is to say high-level control/command, exploits the knowledge of the desired trajectory, the measurement of the current position of the tool center of the robot relative to the part and movement configuration parameters, that is to say for example speed and acceleration, to generate an instantaneous movement instruction which is compatible with the capacity of the robot and the requirements of the non-destructive testing method.
  • this control mode makes the system tolerant of errors between the model and reality.
  • a robot piloted at low level using a controller in joint position can be envisaged.
  • the high-level Cartesian setpoint is converted into articular setpoint by means of an inverse kinematics algorithm, then injected into this low-level controller at a determined frequency.
  • a geodesic interpolation function can also be used to define the movement between two homogeneous transformations.
  • this piloting principle makes it possible, with some adaptations, for example the use of an external instruction from a user interaction peripheral, to remotely operate the robot and to consider, for example, scenarios of use following ones, namely: a remotely operated piloting of the robot by forcing the robot to remain in contact with the surface to be inspected or a remotely operated piloting of the robot following a control grid leaving the operator only to pilot the direction and the movement speed.
  • the sensor position encoding module transforms the position in space of the robot into encoder information that can be used by the control process to generate the inspection map.
  • This module is also in charge of communicating the robotic system with the acquisition and control chain, and in particular of synchronizing the exchanges of information between the different modules.
  • the cartography is for example carried out by a control software of the acquisition chain, and the control software makes it possible to exploit information from the coders whose data source comes from network frames.
  • the spatial localization module makes it possible to take into account situations where the part and/or the robot are mobile.
  • Such displacement may also be necessary in view of the shape of the part, when it is useful to move it to access certain areas thereof.
  • the combination of these localization means and of the robot's control strategy means that the inspection can a priori be carried out on a moving part and/or with a moving robot.
  • This sensor structure is designated by the general reference 20 in this figure, and it is then fixed to the end of the robot arm described above.
  • this sensor structure comprises a sensor head designated by the general reference 21 associated with at least one sensor element designated by the general reference 22, and this sensor head is then fixed to the end of the tool holder arm 3 of the robot arm 2 described above.
  • the sensor head can be associated with two sensor elements 22 and 23 mounted symmetrically on this head.
  • sensor elements are then, for example, complementary elements allowing non-destructive testing of a part, for example by ultrasound or even by eddy current.
  • Each sensor element such as for example the element designated by the general reference 22 in this figure 9, then comprises a support on which the sensor element itself is fixed.
  • the sensor element is fixed on a support designated by the general reference 24, articulated at a first end of a first support arm, designated by the general reference 25, the second end of which is articulated, according to a axis perpendicular to the axis of articulation of the support at its first end, at a first end of a second support arm, designated by the general reference 26, the other end of which is mounted so as to slide in the sensor head 21 .
  • this second support arm 26 is associated with means for biasing it towards the outside of the sensor head, these biasing means comprising for example a helical-type spring, designated by the general reference 27, placed around this arm and resting on it and on the sensor head.
  • the corresponding ends of the support arms then comprise, for example, corresponding bearings for receiving these ends of the arms in an articulated manner, and these hinge bearings of the arms can be associated with means for limiting the angular displacement of the arms and of the support relative to each other.

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Abstract

Ce système de contrôle non destructif d'une pièce à inspecter, est caractérisé en ce qu'il comporte un robot (1) muni d'un bras (2) à au moins six degrés de liberté, dont une extrémité porte-outil (3) est équipée de moyens (4) de contrôle non-destructif de la pièce et en ce que le robot (1) est associé en outre à des moyens de pilotage des déplacements de ce bras et donc des moyens de contrôle selon une trajectoire de contrôle pour cartographier la pièce et notamment ses éventuels défauts.

Description

DESCRIPTION
TITRE : SYSTEME DE CONTROLE NON DESTRUCTIF D’UNE PIECE A INSPECTER
La présente invention concerne un système de contrôle non destructif d’une pièce à inspecter.
Ainsi par exemple, l’invention permet la robotisation de contrôles non destructifs par ultrasons et/ou courants de Foucault.
Un tel système est adaptable à différentes formes et tailles de pièces, comme par exemple des surfaces planes, cylindriques ou encore des pales d’hélice, permettant d’obtenir une cartographie précise et complète des éventuels défauts dans un référentiel de la pièce.
On sait qu’il existe déjà dans l’état de la technique un certain nombre de systèmes qui permettent d’obtenir une telle cartographie des défauts d’une pièce lors d’examens non destructifs.
On peut par exemple citer des systèmes mécaniques dotés de roues avec des codeurs permettant de réaliser un examen non destructif afin d’obtenir une cartographie des défauts de la pièce.
On connait également des systèmes qui utilisent des techniques optiques pour localiser dans l’espace un capteur par rapport à la pièce et ainsi obtenir une cartographie de celle-ci.
Cependant, tous ces systèmes présentent un certain nombre d’inconvénients dans la mesure où ils sont dédiés à une application ou à une géométrie particulières et nécessitent une mécanisation spécifique.
De tels systèmes ne sont donc pas polyvalents.
Si un investissement peut être justifié dans des industries où des pièces sont fabriquées en grande série, ce n’est souvent pas le cas dans l’industrie de façon générale où l’occurrence des pièces est faible et les configurations de contrôle souvent très spécifiques.
Le but de l’invention est donc de proposer un tel système.
À cet effet l’invention a pour objet un système de contrôle non destructif d’une pièce à inspecter, caractérisé en ce qu’il comporte un robot muni d’un bras à au moins six degrés de liberté, dont une extrémité porte-outil est équipée de moyens de contrôle non-destructif de la pièce et en ce que le robot est associé en outre à des moyens de pilotage des déplacements de ce bras et donc des moyens de contrôle selon une trajectoire de contrôle pour cartographier la pièce et notamment ses éventuels défauts.
Suivant d’autres caractéristiques du système selon l’invention, prises seules ou en combinaison :
- les moyens de contrôle non-destructif comportent des moyens de contrôle par courant de Foucault ;
- les moyens de contrôle non-destructif comportent des moyens de contrôle par ultra-sons ;
- il comporte un calculateur de trajectoire des moyens de contrôle non-destructif ;
- le calculateur de trajectoire détermine la trajectoire à partir de la géométrie de la surface de la pièce à inspecter, de la trajectoire d’inspection à réaliser et de la configuration d’inspection à réaliser ; la géométrie de la surface de la pièce à inspecter se présente sous la forme d’un modèle paramétrique de la surface dont les paramètres ont été identifiés au préalable ;
- la géométrie de la surface de la pièce à inspecter se présente sous la forme d’une représentation surfacique en trois dimensions issue d’un processus de numérisation 3D de cette pièce ; la trajectoire de l’inspection à réaliser se présente sous la forme d’un modèle paramétrique ; la trajectoire de l’inspection à réaliser se présente sous la forme d’un ensemble de positions désirées dans l’espace des moyens de contrôle ; la configuration d’inspection à réaliser comporte une orientation relative entre les moyens de contrôle non-destructif et la pièce ;
- le calculateur de trajectoire génère une consigne de mouvement instantané du bras de robot et donc des moyens de contrôle non-destructif ;
- le robot est associé à un calculateur de cartographie des éventuels défauts de la pièce ;
- il comporte des moyens de localisation respective de la pièce et du robot pour prendre en compte la position relative de ceux-ci ;
- les moyens de localisation respective de la pièce et du robot comprennent des moyens optiques infra-rouges.
L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels :
[Fig. 1 , 2, 3] les figures 1 , 2 et 3 illustrent un exemple de réalisation d’un système de contrôle non destructif d’une pièce à inspecter, cette pièce étant par exemple une pale d’hélice illustrée sur la figure 1 , une portion de pale illustrée sur la figure 2 ou encore une pièce tubulaire illustrée sur la figure 3 ;
[Fig. 4] La figure 4 présente un schéma synoptique illustrant des moyens de pilotage d’un tel système ;
[Fig. 5, 6, 7 et 8] Les figures 5, 6, 7 et 8 illustrent différentes trajectoires d’une tête d’inspection par exemple sur une pale d’hélice; et
[Fig. 9] La figure 9 illustre un schéma synoptique d’une tête d’inspection entrant dans la constitution d’un système selon l’invention.
Un tel système de contrôle doit permettre d’assurer : une localisation précise des défauts sur une pièce lors d’un examen non destructif, la réalisation d’un examen non-destructif avec un asservissement de position dans l’espace (position/orientation du capteur de contrôle non destructif par rapport à la pièce), la réalisation d’un examen non destructif de manière répétable, c’est-à-dire qui a la capacité de revenir sur un défaut pour approfondir l’examen et reproductible, c’est-à-dire qui ne dépend pas de l’opérateur, la réalisation d’un examen non destructif de manière exhaustive, c’est-à-dire avoir la certitude d’avoir examiné toute la surface de la pièce, d’avoir la capacité d’adaptation à différentes tailles et formes de pièces, c’est-à- dire de ne plus avoir besoin d’une mécanique particulière pour chaque type de pièce, d’avoir la capacité de s’adapter à la géométrie réelle de la pièce, c’est-à-dire prendre en compte la mesure de surface exacte, et que le système soit générique pour utiliser une chaîne d’acquisition standard du marché.
Ainsi, la solution proposée consiste par exemple à utiliser un robot industriel doté d’un bras par exemple à au moins six degrés de liberté, dont une extrémité porte-outils est équipée de moyens de contrôle non-destructif de la pièce, et est adaptée pour déplacer ceux-ci sur la pièce à contrôler.
En complément, des moyens de localisation respective de la pièce et du robot pour prendre en compte la position de ceux-ci, et comprenant par exemple des moyens optiques infrarouges, peuvent également être mis en œuvre.
Ceci permet par exemple de déplacer le robot et/ou la pièce au cours de l’inspection lorsque cette inspection ne peut pas être réalisée d’une seule fois. Cette solution de système de contrôle non-destructif permet alors d’automatiser les contrôles et peut s’adapter à différentes formes et tailles de pièces tout en permettant un encodage de la trajectoire d’inspection effectuée pour obtenir une cartographie précise des défauts.
La polyvalence de cette solution permet de combler les inconvénients de l’état de la technique.
Une telle structure de système de contrôle est par exemple illustrée sur les figures 1 , 2 et 3.
Sur ces figures, le robot est désigné par la référence générale 1 et comporte un bras à au moins six degrés de liberté, désigné par la référence générale 2.
L’extrémité porte-outils 3 du bras, est équipée de moyens de contrôle non destructif de la pièce, ces moyens étant désignés par la référence générale 4.
Comme cela sera décrit plus en détails par la suite, ces moyens de contrôle non destructif peuvent par exemple comporter des moyens de contrôle par courants de Foucault et/ou par ultrasons.
Ce système peut alors être utilisé pour inspecter par exemple une pale d’hélice, désignée par la référence générale 5 sur la figure 1 , ou une portion quelconque de pale désignée par la référence générale 6 sur la figure 2, ou encore une pièce tubulaire comme celle désignée par la référence générale 7 sur la figure 3.
Un tel système comporte un calculateur ou module de trajectoire des moyens de contrôle non destructif, ce calculateur de trajectoire déterminant la trajectoire à partir de la géométrie de la surface de la pièce à inspecter, de la trajectoire d’inspection à réaliser et de la configuration d’inspection à réaliser.
Ceci est par exemple illustré sur la figure 4, dans laquelle le calculateur ou module de trajectoire est désigné par la référence générale 10 et reçoit donc en entrée des données de trajectoire d’inspection à réaliser désignées par la référence générale 1 1 , des données de configuration d’inspection à réaliser désignées par la référence générale 12 et des données de géométrie de la surface de la pièce à inspecter désignées par la référence générale 13.
La géométrie de la surface de la pièce à inspecter peut se présenter par exemple sous la forme d’un modèle paramétrique de la surface dont les paramètres ont été identifiés au préalable.
Cette géométrie de la surface de cette pièce à inspecter peut également se présenter sous la forme d’une représentation surfacique en trois dimensions issue par exemple d’un processus de numérisation 3D de cette pièce. La trajectoire de l’inspection à réaliser se présente quant à elle par exemple sous la forme d’un modèle paramétrique.
Cette trajectoire d’inspection peut également se présenter sous la forme d’un ensemble de positions désirées dans l’espace des moyens de contrôle.
La configuration de l’inspection à réaliser comporte quant à elle par exemple une orientation relative entre les moyens de contrôle non destructif et la pièce.
Ce calculateur ou module de trajectoire a donc pour rôle de fusionner l’ensemble de ces données pour aboutir à un ensemble de transformation homogène adaptée à la forme de la pièce à inspecter, et compatible avec la stratégie d’inspection.
Comme cela a été indiqué précédemment, des moyens de localisation respective de la pièce et du robot pour prendre en compte la position relative de ceux-ci, peuvent également être mis en œuvre.
De tels moyens de localisation sont désignés par la référence générale 14 sur cette figure 4.
Ces moyens de localisation comprennent par exemple des moyens optiques infrarouges.
Le calculateur de trajectoire génère alors une consigne ou des ordres de mouvement instantané du bras du robot et donc des moyens de contrôle non destructif.
Ces ordres sont appliqués au système de contrôle/commande du robot désigné par la référence générale 15 sur la figure 4 et donc au robot désigné par la référence générale 16.
Toutes ces informations sont également envoyées à un module d’encodage de trajectoire réalisée, désigné par la référence générale 17 sur cette figure 4, qui permet de piloter en conséquence la chaîne d’acquisition et de contrôle non destructif désignée par la référence générale 18.
On conçoit alors que le système met en œuvre un robot industriel associé à des moyens de contrôle non destructif de la pièce, et qu’une trajectoire de déplacement de celui-ci est générée à partir de la surface réelle à inspecter et de la trajectoire d’inspection à réaliser.
En cas de besoin, le robot et/ou la pièce sont localisés dans l’espace et une consigne de mouvement est générée à chaque instant pour piloter les déplacements du robot en prenant en compte les différentes informations et la position courante du centre outil du robot.
La position courante du centre outil du robot et la connaissance de la surface à inspecter sont utilisées pour encoder le mouvement de manière unique, cet encodage étant transmis à la chaîne d’acquisition et de contrôle non destructif pour réaliser la cartographie de la pièce.
Bien entendu, différents calculateurs ou modules de génération de trajectoires peuvent être envisagés, que ceux-ci soient hors ou en ligne.
Les figures 5, 6, 7 et 8 illustrent différents cas concrets d’inspection.
Ainsi, la figure 5 illustre le cas de l’inspection d’un tuyau. Dans ce cas, la géométrie de la surface est un cylindre ajusté sur un tuyau réel à l’aide d’une mesure de point, par exemple par point palpé avec une pointe sèche en bout de robot.
La trajectoire d’inspection est par exemple une grille cylindrique avec un balayage suivant l’axe du cylindre, et la configuration d’inspection est une orientation du capteur de contrôle non destructif longitudinale à la tuyauterie et normale à la surface en utilisant un mécanisme de fixation adaptable permettant de garantir l’appui du capteur comme cela sera décrit plus en détails par la suite.
Les figures 6 et 7 illustrent l’inspection d’une pale d’hélice.
La géométrie de la surface est alors un maillage triangulaire surfacique issu d’une numérisation 3D de la pale.
La trajectoire d’inspection est une grille rectangulaire projetée sur la surface avec un balayage suivant l’axe de dépôt par exemple du procédé de fabrication additif par dépôt de fil, et la configuration d’inspection est une orientation du point milieu de deux sondes utilisées, par exemple par méthode TOFD, normale à la surface et un sens de déplacement avec une orientation des capteurs longitudinale au sens de déplacement et l’utilisation des mécanismes de fixation adaptable permettant de garantir l’appui des capteurs comme cela sera décrit plus en détails par la suite.
Sur la figure 8, on voit plus en détails la génération de trajectoire dans le cas d’une inspection d’une pale d’hélice.
Bien entendu, d’autres pièces peuvent être envisagées.
On conçoit donc que le module de pilotage du robot, c’est-à-dire de contrôle/commande de haut niveau, exploite la connaissance de la trajectoire désirée, la mesure de la position courante du centre outil du robot relativement à la pièce et des paramètres de configuration du mouvement c’est-à-dire par exemple de vitesse et d’accélération, pour engendrer une consigne de mouvement instantané qui soit compatible avec la capacité du robot et les exigences du procédé de contrôle non destructif.
La combinaison de ce mode de pilotage avec le mécanisme d’adaptation supportant le capteur et le robot qui est localement doté de capacités d’adaptation en temps réel lors de l’inspection, rendent le système tolérant à des erreurs entre le modèle et la réalité. Ainsi par exemple, un robot piloté à bas niveau à l’aide d’un contrôleur en position articulaire peut être envisagé. La consigne cartésienne de haut niveau est convertie en consigne articulaire par le biais d’un algorithme de cinématique inverse, puis injectée dans ce contrôleur à bas niveau à une fréquence déterminée.
Une fonction d’interpolation géodésique peut également être utilisée pour définir le mouvement entre deux transformations homogènes.
Ceci est particulièrement intéressant dans le cas d’une surface cylindrique, lorsque la grille d’inspection a un pas radial important car cela évite par exemple de traverser la matière.
Il est à noter que ce principe de pilotage permet, moyennant quelques adaptations, par exemple une utilisation d’une consigne externe issue d’un périphérique d’interaction utilisateur, de télé opérer le robot et d’envisager par exemple des scénarios d’usage suivants, à savoir : un pilotage télé opéré du robot en contraignant le robot à rester en contact avec la surface à inspecter ou un pilotage télé opéré du robot suivant une grille de contrôle en laissant à l’opérateur uniquement le pilotage du sens et de la vitesse de déplacement.
Le module d’encodage de position du capteur permet de transformer quant à lui la position dans l’espace du robot en information codeur exploitable par le procédé de contrôle pour engendrer la cartographie d’inspection.
Ce module est également en charge de faire communiquer le système robotique avec la chaîne d’acquisition et de contrôle, et notamment de synchroniser les échanges d’information entre les différents modules.
La cartographie est par exemple réalisée par un logiciel de pilotage de la chaîne d’acquisition, et le logiciel de pilotage permet d’exploiter des informations des codeurs dont la source de données est issue de trames réseaux.
Ceci permet d’injecter dans le système d’acquisition l’encodage de la position du capteur à partir de la position du robot.
Le module de localisation dans l’espace permet quant à lui de prendre en compte des situations où la pièce et/ou le robot sont mobiles.
Ceci peut être le cas lorsque la pièce à contrôler est plus grande que l’espace de travail effectif du robot, ou lorsqu’il peut être intéressant de déplacer la pièce et/ou le robot pendant l’inspection pour des problèmes d’accessibilité.
Un tel déplacement peut également être nécessaire au vu de la forme de la pièce, lorsqu’il est utile de la déplacer pour accéder à certaines zones de celle-ci. La combinaison de ces moyens de localisation et de la stratégie de pilotage du robot fait alors que l’inspection peut a priori se faire sur une pièce en mouvement et/ou avec un robot en mouvement.
On a illustré sur la figure 9 une structure de capteur qui peut être mise en œuvre dans un système tel que décrit précédemment.
Cette structure de capteur est désignée par la référence générale 20 sur cette figure, et celle-ci est alors fixée à l’extrémité du bras de robot décrit précédemment.
Plus particulièrement, cette structure de capteur comporte une tête de capteur désignée par la référence générale 21 associée à au moins un élément de capteur désigné par la référence générale 22, et cette tête de capteur est alors fixée à l’extrémité du bras porte-outil 3 du bras de robot 2 décrit précédemment.
En fait, et comme cela est représenté sur cette figure 9, la tête de capteur peut être associée à deux éléments de capteur 22 et 23 montés de façon symétrique sur cette tête.
Ces éléments de capteurs sont alors par exemple des éléments complémentaires permettant un contrôle non destructif d’une pièce, par exemple par ultrasons ou encore par courant de Foucault.
Chaque élément de capteur tel que par exemple l’élément désigné par la référence générale 22 sur cette figure 9, comporte alors un support sur lequel est fixé l’élément de capteur proprement dit.
Sur cette figure, l’élément de capteur est fixé sur un support désigné par la référence générale 24, articulé à une première extrémité d’un premier bras de support, désigné par la référence générale 25, dont la seconde extrémité est articulée, selon un axe perpendiculaire à l’axe d’articulation du support à sa première extrémité, à une première extrémité d’un second bras de support, désigné par la référence générale 26, dont l’autre extrémité est montée déplaçable à coulissement dans la tête de capteur 21 .
On notera que ce second bras de support 26 est associé à des moyens de sollicitation de celui-ci vers l’extérieur de la tête de capteur, ces moyens de sollicitation comprenant par exemple un ressort de type hélicoïdal, désigné par la référence générale 27, placé autour de ce bras et en appui sur celui-ci et sur la tête de capteur.
Les extrémités correspondantes des bras de support comportent alors par exemple des paliers correspondants de réception de façon articulée de ces extrémités des bras, et ces paliers d’articulation des bras peuvent être associés à des moyens de limitation du débattement angulaire des bras et du support les uns par rapport aux autres.
On conçoit alors qu’une telle structure permet une très bonne adaptation de ces moyens aux contrôles à effectuer, que ce soit pour tenir compte de la forme de la pièce, de la trajectoire de contrôle et autres. On conçoit également qu’un tel système permet de maîtriser le positionnement du capteur par rapport à la pièce lors de l’inspection, de réaliser une cartographie de l’inspection, et d’obtenir ainsi un moyen de contrôle exhaustif, répétable et reproductible.
Bien entendu, de très nombreux modes de réalisation possibles encore de ce système peuvent être envisagés.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Système de contrôle non destructif d’une pièce à inspecter, caractérisé en ce qu’il comporte un robot (1 ) muni d’un bras (2) à au moins six degrés de liberté, dont une extrémité porte-outil (3) est équipée de moyens (4) de contrôle non-destructif de la pièce et en ce que le robot (1 ) est associé en outre à des moyens de pilotage des déplacements de ce bras et donc des moyens de contrôle selon une trajectoire de contrôle pour cartographier la pièce et notamment ses éventuels défauts.
2. Système de contrôle selon la revendication 1 , caractérisé en ce que les moyens de contrôle non-destructif comportent des moyens de contrôle par courant de Foucault.
3. Système de contrôle selon la revendication 1 , caractérisé en ce que les moyens de contrôle non-destructif comportent des moyens de contrôle par ultra-sons.
4. Système de contrôle selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comporte un calculateur (10) de trajectoire des moyens de contrôle non-destructif.
5. Système de contrôle selon la revendication 4, caractérisé en ce que le calculateur de trajectoire (10) détermine la trajectoire à partir de la géométrie de la surface de la pièce à inspecter (11 ), de la trajectoire d’inspection à réaliser (12) et de la configuration d’inspection à réaliser (13).
6. Système de contrôle selon la revendication 5, caractérisé en ce que la géométrie de la surface de la pièce à inspecter se présente sous la forme d’un modèle paramétrique de la surface dont les paramètres ont été identifiés au préalable.
7. Système de contrôle selon la revendication 5, caractérisé en ce que la géométrie de la surface de la pièce à inspecter se présente sous la forme d’une représentation surfacique en trois dimensions issue d’un processus de numérisation 3D de cette pièce.
8. Système de contrôle selon la revendication 5, 6 ou 7, caractérisé en ce que la trajectoire de l’inspection à réaliser se présente sous la forme d’un modèle paramétrique.
9. Système de contrôle selon la revendication 5, 6 ou 7, caractérisé en ce que la trajectoire de l’inspection à réaliser se présente sous la forme d’un ensemble de positions désirées dans l’espace des moyens de contrôle.
10. Système de contrôle selon la revendication 5, 6, 7 ou 8, caractérisé en ce que la configuration d’inspection à réaliser comporte une orientation relative entre les moyens de contrôle non-destructif et la pièce.
11. Système de contrôle selon l’une quelconque des revendications 4 à 10, caractérisé en ce que le calculateur de trajectoire (10) génère une consigne de mouvement instantané du bras de robot et donc des moyens de contrôle non-destructif.
12. Système de contrôle selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le robot est associé à un calculateur (18) de cartographie des éventuels défauts de la pièce.
13. Système de contrôle selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comporte des moyens (14) de localisation respective de la pièce et du robot pour prendre en compte la position relative de ceux-ci.
14. Système de contrôle selon la revendication 13, caractérisé en ce que les moyens de localisation respective de la pièce et du robot comprennent des moyens optiques infra-rouges.
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