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Un robot pour mesurer rapidement les contraintes résiduelles

Jean-François Preveraud

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Un robot pour mesurer rapidement les contraintes résiduelles

Obtenir en quelques minutes la cartographie des contraintes résiduelles d'une pièce après une opération de fabrication

© DR

Fruit d’un co-développement entre MRX et le Cetim, le X-Raybot est un robot portatif capable de mesurer rapidement in-situ les contraintes résiduelles dans une pièce métallique après chacune des opérations de fabrication. Plus léger et plus maniable, il est 10 fois plus rapide que les générations précédentes

Comment mesurer facilement les contraintes résiduelles engendrées dans une pièce métalliques après des opérations de soudage, d’usinage, de traitement mécanique ou thermique ? C’est le défi que s’est lancé MRX, société française spécialisée dans l'étude des matériaux et des procédés s'y rattachant, avec notamment la fabrication d'appareils scientifiques.

« Jusqu'à présent, les appareils restaient très lourds, notamment en raison du système de refroidissement à l'eau du tube de rayons X, explique Fadi Hermès, directeur industriel de MRX. C’est pourquoi nous voulions développer un nouveau produit facilement transportable afin de réaliser des mesures in-situ. Le tout, en réalisant un saut technologique ». Ainsi est né X-Raybot, un robot portatif dédié à l’évaluation des contraintes résiduelles des pièces métalliques par diffraction de rayons X, qui a été co-développé avec le Cetim. Le centre technique a notamment apporté son expertise en matière de démarche d’innovation, ainsi que son approche multi-techniques, que ce soit en robotique, fatigue, matériaux ou en mesure.

De multiples innovations

Pour son refroidissement, le X-Raybot utilise un procédé à air qui s’affranchit donc des tuyaux, des contraintes de branchement, et du bruit généré par le refroidissement liquide antérieur. De même, pour répondre à la demande des utilisateurs qui souhaitaient un appareil portable, le choix d’une cellule robotisée s’est imposé car elle est moins lourde et plus souple que les systèmes à axes fixes traditionnels. La tête de lecture est ici placée sur un bras articulé suivant 6 axes.

Le diffractomètre de rayons X

Cet appareil envoie ses rayons sur une face de la pièce et récupère le rayon diffracté depuis la face opposée. L’angle entre les deux rayons est un indicateur permettant de caractériser la structure et d’évaluer les contraintes résiduelles dans la pièce.

 

Il en résulte un gain de temps appréciable pour l’utilisateur qui peut en 2 à 3 minutes, au lieu de 15 à 20 minutes nécessaires aux appareils traditionnels, réaliser 10 à 15 points de mesure sur une pièce, quelle que soit sa forme, et en cartographier les contraintes.

Le logiciel de cinématique inverse du robot permet un positionnement précis et évite les collisions du capteur avec la pièce. Une caméra placée sur la tête de l’appareil facilite aussi ses déplacements et peut même prendre des photos. Enfin, une fonction de triangulation laser assure le positionnement de la tête sur l’échantillon avec une répétabilité de 50 microns.

Le X-Raybot devrait être commercialisé par MRX dès la fin 2015.

Jean-François Prevéraud

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