Une réussite de haut vol

STOBER UK fournit la technique d’entraînement pour les installations de contrôle par ultrasons en service chez Boeing.

Pour un client issu du secteur de l’aéronautique, l’entreprise anglaise Ultrasonic Sciences Limited (USL) a fabriqué des machines destinées au contrôle simultané par lumière transmise et par échos impulsionnels de pièces en matériaux composites. Ces installations automatisées imposent des exigences particulières en matière de technique d’entraînement. C’est la raison pour laquelle USL a fait appel à STOBER UK pour la mise en œuvre. Le spécialiste des entraînements a en effet fourni toutes les solutions : moteurs brushless synchrones, servo-variateurs, servoréducteurs ainsi que la One Cable Solution – et a été un partenaire très coopératif.

Pforzheim, le 13/01/2025 – Basée dans la ville anglaise d’Aldershot, l’entreprise Ultrasonic Sciences Limited (USL), qui compte actuellement 25 collaborateurs, s’est spécialisée dans le développement et la fabrication d’installations automatisées sur mesure destinées au contrôle non destructif (CND). La gamme comprend également des instruments de mesure basés sur ordinateur. Depuis près de 40 ans, USL fournit des installations CND à ultrasons à un grand nombre de secteurs industriels à travers le monde, notamment l’aérospatiale, l’automobile, l’énergie, le ferroviaire et la production de matières premières, ainsi que les services associés. Les solutions de contrôle personnalisées s’adressent aux clients dont l’activité est axée sur le contrôle qualité de haute précision et l’analyse de la composition des matériaux.

Sont de plus en plus concernés les fabricants de composants et de structures en matériaux composites dans le domaine de l’aérospatiale. La part de ces matériaux ne cesse de croître dans ce secteur. L’objectif est la réduction du poids et des coûts, et par conséquent l’amélioration de l’efficacité. La taille et la complexité des pièces composites augmentent avec l’optimisation constante des méthodes de production. Ce qui importe avant tout, c’est que les pièces finies ne présentent aucun défaut. C’est pourquoi elles requièrent des installations de contrôle plus complètes et plus performantes.

Niko Bayer occupe la fonction de Technical Sales Manager auprès d’USL. Pendant la pandémie de coronavirus, il a été confronté au défi de trouver des fournisseurs appropriés capables de comprendre le mode de fonctionnement d’USL. Ces fournisseurs devaient être en mesure de collaborer avec USL pour adapter chaque machine aux besoins spécifiques des clients. C’est au cours de cette quête que N. Bayer est tombé sur STOBER UK. Il a contacté Martin Preece, le directeur de la succursale. Lors des discussions sur les délais de démarrage proposés par STOBER, le Sales Manager a constaté qu’ils étaient nettement plus courts que ceux de la concurrence. C’était exactement la forme de contribution dont il avait besoin pour que son entreprise puisse honorer des contrats importants.

Du sur mesure au lieu de la production en série

Niko Bayer et ses collègues se sont vu confier la conception, la construction et la mise en place d’une installation à deux tours et douze axes, et d’un portique à onze axes. Ils ont pour mission de contrôler les composants en matériaux composites pour un client de longue date du secteur de l’aérospatiale. N. Bayer explique : « Les machines fabriquées sur mesure sont adaptées aux exigences, à la flexibilité et à l’évolutivité de l’application. Elles sont précises, performantes et dotées de fonctions spéciales. C’est pourquoi elles sont privilégiées par rapport aux systèmes fabriqués en série. »

« Nous surveillons la précision, la résolution, la régulation de la vitesse de rotation, le couple, la capacité de charge, les interfaces de communication, les caractéristiques de sécurité et la longévité des composants de mouvement, tels que les moteurs, de toutes nos installations de contrôle automatisées », explique N. Bayer. Les systèmes mécaniques conçus pour les installations de contrôle par ultrasons automatisées font souvent l’objet de longues périodes d’utilisation, de mouvements répétitifs et de changements de direction réguliers. Qui plus est, ils sont le plus souvent utilisés dans des environnements humides. N. Bayer poursuit : « Après avoir discuté de nos exigences avec Martin, nous étions persuadés que STOBER nous proposerait exactement ce dont nous avions besoin pour la fabrication de nos machines. »

Contrôler les pièces de grande taille et complexes

Pour répondre à ces besoins spécifiques, il fallait des machines offrant un contrôle simultané sur deux côtés par lumière transmise et par échos impulsionnels de pièces en matériaux composites. Leurs grandes plages de balayage et une série d’effecteurs terminaux spécialisés permettent un contrôle dans les détails de composants puissants et de forme complexe. Il s’agit entre autres des bords d’attaque des ailes, des revêtements des volets d’atterrissage ainsi que des pièces composites épaisses. Ces machines permettent ainsi de satisfaire à toutes les exigences strictes de l’utilisateur final en matière de précision mécanique et de contrôle par ultrasons.

Une solution d’entraînement sophistiquée

Martin Preece explique : « Pour pouvoir répondre aux exigences élevées du projet, nous avons examiné différents composants proposés par STOBER. Après plusieurs entretiens avec Niko Bayer et l’équipe USL, nous avons pu les spécifier. » Les systèmes d’entraînement proposés permettaient d’intégrer sans problème des servo-variateurs ou encore des dentures d’entraînement hélicoïdales. Les solutions comprennent des axes linéaires et des axes rotatifs avec différentes tailles de moteurs brushless synchrones de la gamme EZ. Ces derniers sont très compacts et permettent d’obtenir un couple maximal en combinaison avec une dynamique élevée. À cela s’ajoutent des servo-variateurs de dernière génération de la gamme SC6, différents servoréducteurs, sélectionnés en fonction de leur rigidité et de leur précision, ainsi que la One Cable Solution (OCS). Celle-ci relie fiablement les moteurs et les servo-variateurs sur une longueur pouvant atteindre 100 mètres.

« Nous avons dimensionné et sélectionné nos moteurs et nos variateurs avec USL de manière à optimiser la performance en fonction du mode d’entraînement, à savoir entraînement à crémaillère, entraînement à broche ou entraînement direct, ainsi qu’en fonction des exigences spécifiques », explique M. Preece. Niko Bayer et son équipe utilisent souvent une combinaison de ces entraînements pour différents axes de la même machine afin d’obtenir la précision et la fiabilité souhaitées.

En collaboration avec STOBER

« Au fil des ans, nous avons utilisé de nombreux moteurs et servo-variateurs de différents fournisseurs », rapporte N. Bayer. « STOBER nous offre le choix, la précision, la qualité et la fiabilité dont nous avons besoin pour la construction de nos machines. » Autre grand avantage de cette collaboration : « Nous savons par expérience que les délais de démarrage de STOBER sont toujours plus courts et que STOBER est plus ponctuelle que la concurrence » explique N. Bayer, qui ajoute : « Par le passé, nous utilisions des moteurs qui permettaient de réaliser des valeurs de frottement à plus de 100 pour cent pour la commande pilote. » En anticipant et en contrant les effets du frottement, les systèmes dotés de cette fonction peuvent réaliser un mouvement plus fluide et plus précis. « Lors des discussions à ce sujet, STOBER a immédiatement accepté de satisfaire à nos exigences avec le servo-variateur SC6. Ce dernier permet d’obtenir des valeurs de commande pilote allant jusqu’à 200 pour cent. Nous avons ainsi la possibilité de positionner parfaitement les axes de nos machines », explique N. Bayer.

STOBER fournit par ailleurs des motoréducteurs brushless synchrones intégrés sans adaptateur moteur. Ils facilitent l’installation grâce à leur design compact, à leur faible poids et à leur puissance volumique élevée. N. Bayer : « De plus, l’équipe STOBER est d’une très grande aide lors de la spécification des machines et du calcul de la vitesse de rotation, du couple et de la charge. Les longueurs de câble individuelles offrent une plus grande marge de manœuvre lors de la conception de machines de grande taille. »

Mise en service réussie

Les deux machines ont été installées et mises en service dans un dispositif de contrôle de structures et de composants d’avions Boeing. Elles ont surpassé toutes les exigences en matière de précision mécanique. « Nous sommes très satisfaits des solutions STOBER et de leurs performances comme composants clés de nos machines », résume N. Bayer.

USL a pu améliorer la performance et la fiabilité de ses installations tout en optimisant son process de conception et de fabrication. En somme, la synergie entre la vaste expertise sectorielle d’USL et les composants de STOBER a conduit à la mise en œuvre avec succès de technologies de pointe. Celles-ci répondent aux exigences croissantes du secteur de l’aérospatiale.

Niko Bayer est ravi de la collaboration en partenariat avec le directeur de la succursale de STOBER, Martin Preece. Il a veillé à ce qu’USL reçoive les instructions et le soutien nécessaires tout au long du process de construction et de livraison des machines. USL a pu intégrer sans problème les solutions globales dans les installations automatisées de contrôle par ultrasons. Cela a nettement contribué à l’efficience et à l’efficacité globales des process.

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