Premier processus industriel total d'assemblage par la mesure

Défi d'assemblage à très grande échelle

L’A380 est l’avion civil le plus moderne, le plus spacieux et le plus performant de tous les temps. Lancé en décembre 2000 et considéré par Airbus comme le “fleuron du 21e siècle”, l’avion a été conçu en étroite collaboration avec les grandes compagnies aériennes, les aéroports et les autorités aéroportuaires et services officiels.

Doté des technologies les plus avancées au niveau des matériaux, systèmes et processus industriels, l’A380 satisfait aux exigences internationales les plus strictes en matière de certification. Les sites européens d’Airbus, implantés en France, en Allemagne, au Royaume-Uni et en Espagne participent à la conception et à la fabrication de l’appareil.

Le site Jean-Luc Lagardère de Toulouse est spécifique à l’A380: on y reçoit tous les éléments de l’avion à assembler. La chaine de montage du dernier né d’Airbus est découpée en plusieurs unités. L’unité 1 est en charge du montage structural de l’avion. L’unité numéro 2 effectue les tests et essais sur l’avion assemblé et réalise le montage des moteurs. La troisième unité procède aux tests à l’extérieur qui préparent l’avion au premier vol.

Nouveaux défis d’assemblage

Le poste 40 au sein de l’unité 1 a la responsabilité de l’assemblage final de l’avion (tronçons et voilures). Pour cela, chaque élément (tronçons/voilures) sont mis en référence les uns par rapport aux autres. Au final il s’agit de respecter la géométrie de l’avion définie par le bureau d’étude. Le projet de l’assemblage de l’A380 fut initié dès 1998. Les nouveaux défis à relever furent nombreux : dimension exceptionnelle des tronçons, forme ovoïde de l’avion (circulaire sur les autres programmes), section fuselage à deux ponts, etc. L’objectif était également de supprimer les référentiel bâtis, utilisés jusqu’au programme A340. Ces bâtis, devaient être très précis pour permettre l’assemblage de l’avion et une vérification périodique était nécessaire puisque c’était le bâti lui-même qui garantissait la position des tronçons dans l’espace.
Grâce aux laser trackers performants et fiables de Leica Geosystems, l’assemblage par la mesure du produit est mature et peut être repris par les autres programmes...Au lieu de prendre les bâtis comme référentiel (avec toute une problématique de chaine de cote) l’idée maitresse consistait à aller mesurer directement l’avion, c’est-à-dire les éléments les uns par rapport aux autres dans leur propre référentiel. L’autre objectif était également de proposer des solutions d’assemblage sur des interfaces complexes (forme ovoïde, double pont).L’idée d’assemblage par la mesure à convaincu les responsables du programme A380! Thierry Fabre, en charge du projet d’assemblage par la mesure à Toulouse explique : “la base de ce travail résidait bien en amont du simple assemblage: il fallait mettre tous les sites de production en Europe d’accord sur les référentiels de l’avion. Chacun avait sa propre façon de travailler, ses propres objectifs et ses propres contraintes d’assemblages. La phase préparatoire fut ainsi primordiale afin d’assurer la cohérence des données issues de tous les sites Airbus.

Le choix logique de Leica Geosystems

De nombreux projets étaient déjà en production avec des lasers trackers Leica Geosystems en France (RCT à Nantes, Erebus à Meaulte, poste assemblage 15/21 à St Nazaire, mesure interface des tronçons A320 à Toulouse) ainsi que sur les sites de Brême (Allemagne), Broughton (Royaume‑Uni) et Filton (Royaume-Uni).

Airbus-Toulouse-2Ayant participé au projet mesure de Nantes (RCT) et Toulouse (A320), Martial CHARRAUD qui rejoint l’équipe de Thierry FABRE pour le A380 indique “que les premiers projets d’assemblage par la mesure des avions d’Airbus furent développés en collaboration étroite avec la maison mère de Leica Geosystems en Suisse. Fort de ce succès lorsqu’il a fallu faire un choix de fournisseur pour l’assemblage de l’A380, nous nous sommes naturellement tournés vers Leica Geosystems. L’objectif était de capitaliser sur notre expérience pour l’appliquer sur l’A380. Je connaissais de plus très bien les produits de Leica Geosystems dans lesquels nous avons entière confiance.” La chaine d’assemblage de l’A380 est construite pour avoir une durée de vie de 30 à 40 ans. Le choix de bons partenaires, fiables et durables, est d’autant plus important. L’obsolescence des moyens utilisés, surtout au niveau des logiciels informatiques et d’automatisme est très rapide. “La garantie de maintenance d’ancien matériel par exemple est primordiale. Avec Leica Geosystems, nous nous basons sur une collaboration à très long terme. Nous avons également la garantie que, lors de la montée en cadence, les outils devront être pleinement performants et opérationnels” précise Monsieur Fabre.

Détermination en amont des lignes de visée

Une fois les outillages et les méthodes de réglage définies, il a fallu étudier en CAO les lignes de visée des laser trackers dans un environnement très dense. En effet, dans l’ensemble des plates-formes et des structures métalliques qui composent le poste d’assemblage, il est difficile de garantir les “lignes de visée” entre les points de mesure sur l’avion et les laser tracker “il a fallu mettre en place le concept, déterminer le nombre de laser et déterminer la position optimale de chaque laser, un défi de plus à relever” cite Monsieur Charraud.

Le choix de quatre Laser Trackers Leica Geosystems

A l’arrivée, le choix s’est portée sur 4 Leica laser trackers: deux pour le fuselage et deux pour les voilures. Ils sont tous les quatre interdépendants et liées par un référentiel commun. Ce dispositif garanti l’homogénéité et l’interchangeabilité des laser trackers. Le développement du logiciel spécifique de pilotage et de mesure s’interface avec le logiciel EmScon. Leica Geosystems a apporté son support au développement du script. “Le support de Leica Geosystems était essentiel pour assurer la cohérence du programme et l’utilisation des bonnes fonctions”, indique Monsieur Charraud.

Une interface Homme-Machine simplifiée

Airbus-Toulouse-3Dès le départ, l’utilisation du système de mesure étant inscrit dans le processus d’assemblage de l’avion piloté par des opérateurs de production, ceux-ci ont participé directement du développement du projet et a la définition des interfaces hommes/machine. L’objectif de base était de rendre l’outil simple à l’utilisateur (qui n’est pas un spécialiste de la mesure). Et pour rendre l’outil simple, il faut faire des choses compliquées en amont : pilotage des lasers et recherche de cibles automatisés, restitution à l’écran des résultats pour analyse et validation par les opérateurs du bon positionnement des éléments de l’avion, etc ….

Test de validation et mise au point avant le premier avion

Une des difficultés du projet a consisté à valider avant le premier avion sur poste l’ensemble du process de mesure. (on ne pouvait pas disposer des tronçons et des voilures à l’avance !).

Il a donc été nécessaire d’imaginer des procédures de test et validation avec des structures d’essais simulant partiellement les dimensions de l’avion. L’avion n° 1 (MSN O1) a permis de valider en grandeur réelle tout le processus de mesure.

Un avenir prometteur

“La recherche constante d’amélioration pour augmenter le taux de montée en cadence – à savoir la fiabilisation et la maturité des processus de positionnement des tronçons pour réduire les cycles – est au coeur de nos préoccupations actuelles et futures. Ces améliorations englobent une recherche d’optimisation des algorithmes de positionnement des tronçons les uns par rapport aux autres, indique Monsieur Fabre qui conclue “grâce aux laser trackers performants et fiables de Leica Geosystems, l’assemblage par la mesure d’un avion est mature et peut être repris par les autres programmes. Après avoir été retenu pour l’A400 M, le concept pourrait très certainement être appliqué au prochain programme A350 !”.

Case Study: AIRBUS - Toulouse

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