Robotisation du traitement de surfaces sur des structures de grandes dimensions

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2 Vers la robotisation du traitement de surfaces RPA 2016 Stéphane RENOUARD

3 Sommaire 1 De 1908 à 1945 : Les débuts 2 L évolutionde 1945 aux années La robotique industrielle : exemple de l automobile 4 La robotisation des structures de grandes dimensions 5 Quelques notions de robotique 6 La numérisation des structures 7 Exemples et perspectives 3

4 1 de 1908 à 1945 : les débuts FORD 1908 : augmentation de la production dans l atelier peinture Emploie du pistolet pneumatique généralisé dans les années

5 1 de 1908 à 1945 : les débuts Les années 1930 : développement de nouvelles peintures Le développement du travail à la chaîne et l automatisation va être rendue possible par l utilisation de résine synthétique de qualité constante et la non-utilisation des produits naturels. 5

6 2 de 1945 à nos jours : Fusion des disciplines, intégration des sciences fondamentales 1 ère Machine d'application par balayage Système actuel d'application par voie électrostatique 6

7 2 de 1945 à nos jours : La cataphorèse, la protection anticorrosion de nos voitures 7

8 2 de 1945 à nos jours : Les contraintes environnementales : sources d innovations Un exemple : Un atelier de peinture chez Volvo en Suède, 8

9 3 - La robotique industrielle : le cas de l automobile La naissance de l industrie automobile : un processus peinture 100% manuel Pistolet pneumatique Bon niveau de finition But: Travail pénible Résultats hétérogène Problème de santé Faible taux de transfert Un atelier de peinture dans les années 1930s 9

10 3 - La robotique industrielle : le cas de l automobile 1960 : Application électrostatique et automatisation Introduction des premiers pistolets électrostatiques Taux de transfert > 60% Pistolet électrostatique manuel Un axe linaire avec un mouvement monte et baisse 10

11 3 - La robotique industrielle : le cas de l automobile Introduction des bols électrostatiques Machines fixes et bols électrostatiques La voiture passe à travers un brouillard de peinture Finition de haute qualité Processus répétable Coefficient de transfert 70% Application avec des machines fixes 11

12 3 - La robotique industrielle : le cas de l automobile Machine à peindre et peinture à l eau Machines multiaxes ( 3 à 5 ) 9 Bols électrostatiques Adaptable facilement sur une large gamme de véhicule Utilisation des peintures à l eau pour réduction des composés organique volatiles Coefficient de transfert 80% Application du vernis avec une MAP 12

13 Impossible d afficher l image. Robotisation du traitement de surfaces 3 - La robotique industrielle : le cas de l automobile Le temps de la robotique Robots avec six degrés de liberté Quatre bols à la place de neuf. Coefficient de transfert = 80% Pièces complexes (peinture de l extérieur et de l intérieur) Application 100% robots 13

14 4 - La robotisation des structures de grandes dimensions Infrastructures navales, Off-shore et pétrolière - La construction et la réparation navale - Les structures portuaires L exploitation du pétrole et du gaz en haute mer Les énergies maritimes renouvelables 14

15 4 La robotisation des structures de grandes dimensions La réparation navale en Europe 100 chantiers pour 60% de la flotte mondiale 15

16 4 La robotisation des structures de grandes dimensions La réparation navale 16

17 4 La robotisation des structures de grandes dimensions La construction navale en Europe : 32 chantiers 17

18 4 La robotisation des structures de grandes dimensions Les énergies maritimes renouvelables 18

19 4 La robotisation des structures de grandes dimensions Le développement en Europe Les énergies maritimes renouvelables sont un secteur ou l'europe est bien placée. Elle possède la ressource des champs éoliens hydroliennes ou la houle de l atlantiques. Les champs éoliens sont un programmes industriels en cours de déploiements ou la France à la volonté politique de créer sa filières. Les champs hydroliennes sont une possibilité pour la France dans prendre le leadership. Pour les autres technologies, elles sont encore en phases de R et D. 19

20 4 La robotisation des structures de grandes dimensions Les énergies maritimes renouvelables 20

21 4 La robotisation des structures de grandes dimensions Les énergies maritimes renouvelables 21

22 4 La robotisation des structures de grandes dimensions Les points communs à ces marchés 22

23 4 La robotisation des structures de grandes dimensions Pourquoi automatiser ces marché 23

24 5 Quelques notions de robotiques 24

25 5 Quelques notions de la robotique Les manipulateurs et télémanipulateurs Les manipulateurs Les télémanipulateurs, appareils de manipulation à distance 25

26 5 Quelques notions de la robotique Les robots: manipulateurs industriels, didactiques, mobiles autonomes 26

27 5 Quelques notions de la robotique Le robot manipulateur industriel 27

28 5 Quelques notions de la robotique La robotique industrielle Train EMR pâles et mats Les avions ailes Boeing 28

29 5 Quelques notions de la robotique La robotique mobile La robotique industriel robots / an La robotique mobile robots/ans Robots en 2007 perceur Ponceur 29

30 La robotique mobile Robotisation du traitement de surfaces 5 Quelques notions de la robotique La robotique mobile La Tortue de Grey Walter dans les années 1950 L un des premiers robots mobile autonome 30

31 5 Quelques notions de la robotique 1969 : Université de Stanfort avec Shakey 31

32 5 Quelques notions de la robotique De nos jours 32

33 5 Quelques notions de la robotique La robotique mobile 33

34 5 Quelques notions de la robotique Les capteurs proprioceptifs : un odomètre, un résolveur, une centrale inertielle 34

35 5 Quelques notions de la robotique Les capteurs extéroceptives : camera, télémètre, radar 35

36 5 Quelques notions de la robotique Actions : se déplacer, Les bases mobiles : non holonome 36

37 5 Quelques notions de la robotique Actions : se déplacer, les bases mobiles Les plateformes holonomes 37

38 5 Quelques notions de la robotique action : le manipulateur 6 axes libertés Un bras manipulateurest le bras d'un robot. Il est reliés par des axes permettant, soit du mouvement de rotation ou de translation 38

39 5 Quelques notions de la robotique La Cartographie et localisation simultanées 39

40 6 La numérisation des structures La quantification des défauts sur une carène est fait manuellement par des experts. Difficile de quantifier de façon précise Conflits sur interprétation des résultats 40

41 6 La numérisation des structures Inspection de carène : un outil le scanner 3D Le scanner 3D solution pour inspection de carène Travail dans la nuit complète dans des conditions météo difficiles. La numérisation de la coque d'un navire complet, en utilisant un système LiDARstatique basée au sol, nécessite la numérisation à partir de plusieurs positions à des distances appropriées 41

42 6 La numérisation des structures Permetquantifier de façon précise la quantité de défauts Scanned 3D surface of ship s hull (Zone) Segmentation of corroded areas Extraction of corroded areas 42

43 7 Exemples et perspectives Le Pont de Sydney : Un Robot mobile autonome pour la projection par abrasif Avant Après 43

44 7 Exemples et perspectives Numériser la coque d un navire Navire: Mixte marchandise passager Taille: 120,75m x 20,60m Temps de numérisation: 5h30m Nombre de 3D pts: Nombre de mailles: 310,000 Taille des données: 20.5 GB 44

45 Merci de votre attention Vers la robotisation du traitement de surfaces RPA 2016 Stéphane RENOUARD

46 CREDITS AND ANALYZING CORROSION SPOTS ON THE HULL OF LARGE MARINE VESSELS USING COLORED 3D LIDAR POINT CLOUDS, A.K. Aijazi, L. Malaterre, M. L. Tazir, L. Trassoudaine and P. Checchin,