Une toute nouvelle solution dans l'assemblage assisté par la métrologie

Au cours des dernières années, j'ai eu la chance de participer à un projet très intéressant avec Siemens Gamesa, un industriel géant dans le secteur éolien. Il fallait trouver une solution pour la mesure et l'alignement des grandes pales d'éolienne que l'entreprise fabriquait sur son site à Cuxhaven, dans le nord de l'Allemagne. 

Le projet a démarré avec Marius Fuerst-Sylvester, ingénieur en calibrage de l'équipe Offshore dans l'unité de Cuxhaven. Marius travaille chez Siemens Gamesa depuis environ 2017, bien que son expérience en métrologie soit bien plus longue. Il utilise depuis des années des systèmes de photogrammétrie et de numérisation à lumière structurée, et possède notamment une longue expérience avec les solutions photogrammétriques de la série DPA de Hexagon. 

Marius a initié l'application de notre série DPA chez Siemens Gamesa dès son arrivée sur le site, en s'appuyant sur sa longue expérience avec le système et ses bonnes relations avec le personnel de Hexagon. L'introduction de cette technologie photogrammétrique de Hexagon à Cuxhaven a permis à notre équipe de se familiariser avec le site, l'équipe projet et l'application prévue.

Ce projet a donc démarré en 2019 lorsque Marius m'a appelé pour m'exposer son idée. Il m'a directement fait part de son souhait d'obtenir un système de mesure dynamique en combinaison avec un instrument de mesure absolue lui permettant de mesurer et d'aligner correctement ces grandes pales au moment de leur installation. Je savais quel équipement l'usine l'utilisait, à savoir deux systèmes de photogrammétrie mobiles de notre série DPA. Il m'a expliqué que ce processus était très lent et présentait des risques d'erreur élevés de la part des opérateurs.

Son objectif était d'exploiter les avantages du matériel photogrammétrique installé en introduisant un système de coordonnées facilitant l'alignement et un élément automatisé susceptible d'apporter des gains de productivité supplémentaires. Compte tenu de cette configuration très particulière et du domaine d'application, la technologie du laser tracker, comme élément de positionnement absolu, m'a semblé être le complément idéal. Mais nous n'avions jamais réalisé une telle combinaison chez Hexagon, et il n'y avait pas de plans existants pour développer un tel système dans l'entreprise.

J'ai donc mis Marius en relation avec notre équipe de développement d'activités pour étudier l'application de plus près. Et, pour être franc, je ne m'attendais pas à avoir tout de suite des nouvelles sur ce projet. Pourtant, dès le lendemain, j'ai reçu un autre appel de mon collègue Timo Dillemuth du département Gestion de produits et Développement d'activités. Il avait déjà eu un échange très enthousiaste avec Marius à propos de ce concept chez Siemens Gamesa. L'idée concordait bien avec notre objectif de développer des technologies d'assemblage assisté par la métrologie. Et nous savions qu'un concurrent avait commercialisé un produit pour des applications similaires, sans laser tracker. Nous pouvions donc nous atteler à la tâche et étudier les caractéristiques spécifiques d'un tel système.

Nous avions d'abord songé à combiner deux systèmes MoveInspect XR8, peut-être sur un rail, de placer quelques cibles derrière et de les suivre avec un laser tracker. Mais les dimensions du stator ne concordaient pas avec le champ de vision du système XR8. Il nous fallait quelque chose de plus grand. 

Au cours des cinq ou six dernières années, nous avions conçu plusieurs systèmes de photogrammétrie pour l'industrie aéronautique en Allemagne, en les équipant de caméras montées sur un cadre en polymère renforcé de fibre de carbone (PRFC). Cela semblait être la solution parfaite. La taille du cadre permettait de construire un système dont le champ de vision correspondait aux besoins de Siemens Gamesa. Nous savions déjà que la structure en PRFC offrirait la rigidité nécessaire pour supporter ce plus grand gabarit.

Nous avons présenté les grandes lignes de cette conception à une réunion de mise en route à Cuxhaven, en juin 2019. J'avais préparé quelques diapositives pour développer l'idée et l'illustrer par un croquis sommaire que je venais de dessiner sur ma tablette. Et c'est à peu de choses près le système que nous avons finalement réalisé. L'équipement comprend un dispositif de rotation de la pale placée devant un cadre fixe sur lequel sont montés des caméras et un laser tracker pour aligner les mesures dans le système de coordonnées créé par un ensemble de réflecteurs grand angle. Il s'agit donc d'une solution technologique hybride qui, d'après nous, est la première de ce type. Pour en savoir plus sur ce projet, continuez votre lecture ici.

Voilà comment tout a démarré. Six mois plus tard, le projet a été approuvé et nous avons commencé à développer nos prototypes. Maintenant nous sommes en 2021 et, malgré les bouleversements survenus l'an passé, le système final est installé et opérationnel à Cuxhaven. Il a fourni d'excellents résultats jusqu'ici.

Je pense que les bonnes relations entre les membres des équipes de Hexagon et de Siemens Gamesa à Cuxhaven ont joué un rôle important dans l'attribution et la réussite de ce projet. L'idée de Marius de choisir un système de photogrammétrie comme base et son excellente compréhension des avantages d'un tel système et du potentiel de notre technologie, étaient un autre point clé.

Nous sommes parvenus à élaborer une solution vraiment judicieuse. La technologie de photogrammétrie utilisée en combinaison avec le laser tracker, est un système de mesure parfait pour ce type d'application. Nous pouvons mesurer de nombreux points en même temps, ce qui nous permet d'aligner parfaitement ces grands éléments de stator flexibles dans le système global de référence fourni par le laser tracker et les réflecteurs.