Contribution à l’évaluation de l’incertitude d’un procédé d’assemblage robotisé assisté par la métrologie 3D utilisant le système iGPS comme encodeurs externes

Résumé

L’assemblage assisté par la métrologie (AAM) est une approche prometteuse pour améliorer l’assemblage de pièces de grande taille dans les industries aérospatiale, navale et énergétique. Cependant, l’adoption industrielle de ces systèmes est limitée par la difficulté d’évaluer leur incertitude inhérente. Ce mémoire présente le développement et la validation d’une méthodologie expérimentale pour quantifier la répétabilité et l’exactitude d’un procédé d’AAM robotisé utilisant le système iGPS comme encodeurs externes. Un banc d’essai à échelle laboratoire a été conçu, intégrant un robot industriel ABB IRB120™, un système iGPS avec six transmetteurs et un artefact usiné représentant une pièce à assembler. Des protocoles expérimentaux rigoureux ont été établis, incluant des cycles de stabilisation thermique pour le robot et pour les récepteurs iGPS. Un modèle statistique de répétabilité basé sur la distribution X2 à trois degrés de liberté a été développé pour combiner les déviations le long des axes cartésiens. La validation expérimentale sur deux jeux de données, inspirée des recommandations de la norme ISO 9283, indépendants a démontré une excellente répétabilité, avec des écarts-types variant de 4 à 12 µm selon l’axe et la configuration testée. La couverture empirique à 95% pour les deux jeux de données (94,0% et 96,7%) confirme la validité du modèle proposé. L’évaluation de l’exactitude a révélé des déviations de quelques millimètres par rapport aux positions nominales. Une analyse détaillée des sources d’erreur, incluant des tests de permutation des récepteurs et une comparaison avec un laser tracker Leica AT960™, a identifié que le système iGPS contribue à environ 0,2mm d’erreur, tandis que la majorité provient de la flexion du robot et des imperfections du modèle cinématique nominal. Ces résultats sont cohérents avec les données publiées pour le robot IRB120™ avec une charge utile comparable.

Date	31 mars 2026
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Antoine Tahan (Directeur(-trice)) & Ahmed Joubair (Codirecteur(-trice))