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Par le passé, la maintenance n'était pas prise en compte lors de la construction d'installations industrielles, de bâtiments ou de ponts. Par conséquent, l'entretien des objets vieillissants est difficile et coûteux. Toutefois, grâce aux robots modernes de maintenance, de réparation et de révision, les dommages peuvent être détectés, inspectés ou prédits à un coût raisonnable. Cela permet de prolonger l'utilisation des infrastructures essentielles et d'éviter les pannes et les accidents. Michele Guarnieri, PDG de HiBot, explique : "Fondamentalement, nous sauvons des vies qui sont en danger à cause d'une maintenance qui tourne mal". Comme le montre l'histoire de son entreprise, la sécurité de l'inspection elle-même joue également un rôle.
Application à Fukushima
En collaboration avec le professeur Hirose de l'Institut de technologie de Tokyo, dont HiBot était à l'origine une spin-out, l'entreprise a développé un bras à longue portée doté de plusieurs membres qui a été utilisé lors du démantèlement de la centrale nucléaire de Fukushima Daiichi en 2016. Pendant deux semaines, le robot mobile a tourné des vidéos et collecté des données en 3D à l'intérieur du bâtiment du réacteur détruit par une explosion d'hydrogène après le tsunami de 2011. Ainsi, les spécialistes ont contrôlé à distance l'inspection de la centrale en envoyant des commandes de haut niveau en temps réel. Les données obtenues lors de la mission ont impressionné par leur niveau de détail sans précédent, et ont facilité la planification et le contrôle de l'enlèvement ultérieur des débris.
En raison de la contamination radioactive, il n'était pas possible d'utiliser du personnel pour ce travail important. Le fait que les entraînements et l'électronique devaient également être protégés des radiations, et étaient donc logés à la base du manipulateur, explique les niveaux de radiation élevés.
Navigation à travers les débris : Le bras flottant a été déployé avec une grue pour inspecter plusieurs endroits du bâtiment du réacteur détruit de Fukushima.
Inspection multicouche
Sur la base de l'application de Fukushima, HiBot a développé son bras flottant, mince et léger. Contrairement aux manipulateurs classiques et encombrants, il peut être assemblé facilement sur différentes plates-formes ou grues, et être utilisé dans des espaces confinés. Long de 7,5 mètres, son design ingénieux ressemble aux tendons d'une main humaine. En outre, plusieurs brevets sont en instance pour son concept unique de compensation du poids.
La version de base est équipée d'une caméra d'inspection avec un fort zoom optique, d'une sonde à ultrasons, d'un capteur 3D et de caméras de navigation réparties le long du corps. En fonction de l'application, ces éléments peuvent être remplacés par d'autres, tels que des caméras infrarouges ou de simples outils de maintenance. Cela signifie que le bras flottant peut également remplir des tâches liées à l'inspection : du nettoyage ou du revêtement des réservoirs de carburant à l'inspection par ultrasons des tuyaux dans les racks élevés et à l'inspection visuelle des appareils à pression, par exemple.
Les données obtenues à l'aide de multiples capteurs permettent la navigation - qui est également possible de manière semi-autonome - et la création de modèles en 3D des biens. Les missions d'inspection planifiées sont ainsi plus sûres et plus rapides.
HiBot a également conçu un bras flottant spécifique pour l'inspection des avions.
Jusqu'au robot amphibie
La vitesse, en particulier, est un critère important dans l'aviation. Michele Guarnieri explique : "Nous développons actuellement un bras flottant spécifique pour l'inspection des avions. Que ce soit pour se déplacer dans le fuselage, dans les réservoirs de carburant des ailes ou à l'intérieur d'autres espaces confinés, ce bras d'inspection représente une alternative rentable aux gabarits d'inspection conventionnels qui prennent beaucoup de temps."
La demande d'équipements d'inspection efficaces et fiables est également élevée dans d'autres industries. Le PDG estime que le marché des essais et des inspections non destructives représentera 12,6 milliards de dollars par an d'ici 2024. Par exemple, HiBot développe actuellement aussi des robots amphibies pour les environnements difficiles tels que les tuyaux inondés ou les conduites de chaudières. L'équipe, qui compte désormais plus de 30 employés, expérimente également un inspecteur très fin et rampant. Le Squid, par exemple, a été conçu pour être utilisé dans des tuyaux de 50 millimètres dans l'industrie chimique.
Analyse de données avec intelligence artificielle
Parce qu'un outil moderne ne suffit pas pour répondre aux exigences actuelles du MRO, une plateforme intelligente combine les robots de terrain avec des services intelligents. HiBox permet aux utilisateurs de visualiser, d'analyser et de traiter les données inspectées en utilisant l'apprentissage automatique pour identifier les défauts de manière autonome. Toutefois, l'outil virtuel va au-delà de l'aspect logiciel et assure une intégration transparente avec le matériel. Ainsi, la navigation autonome, la surveillance de la santé du robot et d'autres services permettent à l'utilisateur d'exploiter pleinement les robots. HiBox est utilisé à la fois pour garder la trace de ce qui a été inspecté et pour comparer les données obtenues à partir des différents processus d'inspection. Cela permet non seulement la maintenance prédictive des infrastructures, mais aussi la surveillance des robots en fonction de leur état.
Un tel système clé en main à source unique accélère le travail de MRO, et la création de rapports en premier lieu optimise ces qualités. Michele Guarnieri ajoute : "En intégrant de plus en plus d'outils intelligents, le modèle HiBox va évoluer petit à petit." En outre, les spécialistes de la robotique de Tokyo lanceront bientôt un modèle commercial de Robot-as-a-Service, comprenant une assistance en temps réel dans le monde entier.
Positionnement jusqu'à 16 axes
Tout en utilisant des technologies sophistiquées telles que la commande de robots en forme de serpent, le SLAM ou la fusion de capteurs, HiBot s'appuie exclusivement sur les entraînements maxon. Hiroshi Ito, ingénieur de projet chez maxon Japon, se souvient : "Au cours des années de tests, l'équipe de HiBot a été convaincue par la précision, la fiabilité et la vaste gamme de produits des entraînements maxon. Pour garantir une portée et une mobilité raisonnables, les entraînements - comme le bras flottant lui-même - doivent être légers et compacts, tout en délivrant un couple relativement élevé." En fonction de la distance à atteindre, un Float Arm se compose de dix à seize axes, qui sont positionnés par des moteurs sans balais de type EC 9.2 flat, EC 20 flat, EC 32 flat et EC 45 flat.
L'un des principaux défis a été d'intégrer l'électronique dans le cadre sans affecter sa masse et son équilibre, afin que le Float Arm puisse travailler sans restriction. Une phrase de l'aphoriste suisse Walter Fürst est ici appropriée, bien qu'involontaire : "Le faisable commence là où se termine votre bras". Et ceci, bien sûr, concerne le bras du commandant humain.
Auteur : Luca Meister
