Brevet FR2943331A1 — publié le 20100924

ATELIER DE PREPARATION DE MOTEURS D'AVION POUR LEUR EXPEDITION L'invention concerne un atelier de préparation de moteurs d'avion pour leur expédition, en général en vue de leur montage sur des avions. De façon réglementaire, chaque moteur d'avion sortant d'une chaîne de montage est soumis à des essais de fonctionnement dans un local aménagé à cet effet. Le moteur doit être équipé en atelier de différents moyens d'essai et de mesure qui vont être utilisés au cours des essais et qui sont démontés du moteur après les essais et remplacés par des équipements définitifs. Le montage des moyens d'essai et de mesure est réalisé par plusieurs personnes sur le moteur posé sur un chariot de transport qui est utilisé pour emmener le moteur jusqu'au local d'essai et le ramener ensuite à l'atelier. Le démontage des moyens d'essai et de mesure, le contrôle du moteur après essai, le montage des équipements définitifs et la préparation finale du moteur pour son expédition sont également réalisés à poste fixe lorsque le moteur est sur un chariot de transport. Cette organisation traditionnelle présente un certain nombre d'inconvénients : - la pose du moteur sur un chariot de transport gêne le travail des opérateurs en les empêchant d'accéder facilement à certaines parties du moteur et crée des insécurités ; - une mise en parallèle des tâches à effectuer sur le moteur est quasi impossible, ce qui allonge le temps de préparation des moteurs et augmente le coût de cette préparation ; aucune visualisation de l'avancement des tâches sur le moteur n'est possible ; - les opérateurs ne peuvent se référer qu'à des manuels imprimés de montage et à des étiquettes imprimées accrochées aux moteurs ; le contrôle des tâches effectuées par les opérateurs est très difficile ou impossible. L'invention a notamment pour but d'éviter ces inconvénients et d'améliorer la sécurité, la rapidité, la fiabilité et le contrôle de la préparation des moteurs d'avion en vue de leur expédition. Elle propose à cet effet un atelier de préparation de moteurs d'avion pour leur expédition, caractérisé en ce qu'il comprend : un poste de montage de moyens de mesure et d'essai sur chaque moteur, un poste de démontage des moyens de mesure et d'essai, un poste de contrôle des moteurs par endoscopie, un poste de finition pour le montage d'équipements définitifs sur chaque moteur et un poste d'expédition pour le montage de chaque moteur sur un bâti d'expédition et la pose d'enveloppes de protection sur le moteur, ces postes étant agencés de façon fixe dans l'atelier le long d'un trajet prédéterminé des moteurs ; - des moyens de convoyage et de manutention des moteurs, portés par un bâti qui s'étend au-dessus des postes précités et comprenant des moyens de pose et de reprise des moteurs sur des supports fixes installés dans les différents postes et conçus pour permettre un accès direct à toutes les parties du moteur, et des moyens de déplacement des moteurs d'un poste à l'autre ; et des moyens de commande des moyens de convoyage pour que le départ d'un moteur d'un quelconque des postes précités soit suivi sensiblement sans délai de l'arrivée d'un autre moteur à ce poste, les temps de séjour des moteurs dans les différents postes étant identiques. Dans l'atelier selon l'invention, chaque personne travaillant sur un moteur a un accès facile aux différentes parties de ce moteur, notamment en raison du fait que les moyens de convoyage et de manutention des moteurs sont sur un bâti fixe qui s'étend au-dessus des différents postes de l'atelier, ce qui laisse une grande surface libre au sol et permet aux opérateurs de circuler sans problèmes le long du moteur et sous le moteur, sans être gênés par un chariot de transport de moteur. Ainsi, les différentes tâches à effectuer sur un moteur peuvent être exécutées de façon séquentielle et toujours dans le même ordre et aux mêmes endroits, ce qui facilite le travail des opérateurs ainsi que le suivi et le contrôle de ces tâches. Selon une autre caractéristique de l'invention, les moyens de convoyage comprennent des palans guidés en translation sur des rails horizontaux du bâti précité et reliés par des câbles à des palonniers fixés sur les moteurs pour la dépose et la reprise des moteurs. Avantageusement, les câbles des palans sont reliés aux palonniers par des crochets reçus dans des guides en entonnoir solidaires des palonniers et retenus dans ces guides par des moyens de verrouillage actionnés par des vérins. Ainsi, les déplacements des moteurs d'un poste à l'autre, leur pose sur des moyens de support installés dans un poste particulier et leur reprise peuvent être effectués de façon automatisée. Les supports de moteur installés dans les postes de montage et de démontage des moyens de mesure et d'essai comprennent des montants verticaux fixés au sol de part et d'autre d'un emplacement prévu pour le moteur, chaque montant portant un bras horizontal de fixation sur un carter du moteur et des moyens de réglage de la position en hauteur de ce bras, fonctionnant en synchronisme avec les moyens de réglage des bras des autres montants de sorte que tous les bras horizontaux de fixation soient toujours dans un même plan horizontal. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, les postes de montage et de démontage des moyens d'essai et de mesure sont chacun équipés de deux montants avant, placés face à face au niveau du carter intermédiaire d'un moteur, et d'un montant arrière placé sur un côté au niveau du carter d'échappement du moteur. Au poste de montage des moyens d'essai et de mesure, le bâti comprend des rails horizontaux de déplacement d'un palan pour la prise d'un moteur sur un chariot de transport stationné à côté du poste de montage, le déplacement du moteur pour l'amener au-dessus du poste de montage et le descendre au niveau des bras horizontaux des montants précités, puis pour le levage du moteur au-dessus du poste de montage, et le déplacement et la pose du moteur sur un chariot de transport à un local d'essai. De façon similaire, au poste de démontage, le bâti comprend des rails horizontaux de déplacement d'un palan au-dessus du poste de démontage pour la prise d'un moteur sur un chariot de transport stationné à côté du poste de démontage, le déplacement du moteur pour l'amener au-dessus du poste de démontage et la descente du moteur au niveau des bras horizontaux des montants précités, puis pour le levage du moteur au- dessus du poste de démontage et son déplacement jusqu'au poste de contrôle. Dans les postes de contrôle et de finition, les supports de moteur comprennent deux colonnes verticales situées de part et d'autre d'un emplacement prévu pour le moteur dans chacun de ces postes, ces colonnes étant suspendues au bâti précité et leurs extrémités inférieures se trouvant au-dessus du sol à une hauteur supérieure au diamètre du moteur et comportant des moyens de support et d'accrochage d'un palonnier fixé à un moteur. Ces moyens de support et d'accrochage d'un palonnier sont déplaçables en hauteur de façon synchrone sur les colonnes. De plus, des moyens d'éclairage supérieur et inférieur sont installés à chaque poste, les moyens d'éclairage inférieur étant encastrés dans le sol et recouverts par des plaques de matériau transparent situées dans le plan du sol. Cet éclairage ne gêne pas les déplacements des opérateurs et leur permet de voir les parties inférieures des moteurs dans de bonnes conditions de lumière. Selon d'autres caractéristiques de l'invention, chaque poste comprend au moins un terminal informatique pour l'affichage de tâches séquentielles qui doivent être effectuées dans un ordre donné sur le moteur à ce poste par un opérateur, et une série d'outils que l'opérateur doit utiliser pour effectuer ces tâches. De préférence, chaque poste comprend au moins deux terminaux informatiques et deux séries d'outils, installés de part et d'autre de l'emplacement du moteur au poste précité et destinés à être utilisés simultanément par deux opérateurs effectuant des tâches séquentielles identiques ou différentes sur le moteur. De plus, chaque poste comprend un autre terminal informatique d'affichage d'informations relatives au moteur se trouvant dans ce poste et à la destination de ce moteur. Par ailleurs, l'atelier comprend également un poste de retouche qui est installé à côté du poste de contrôle sous le bâti précité et qui est destiné à recevoir des moteurs dont les essais n'ont pas été conformes à des normes prédéterminées. Le poste de retouche n'est pas en série avec le poste de contrôle, mais en parallèle avec ce poste de contrôle de façon à permettre des interventions particulières sur les moteurs dont les essais n'ont pas été satisfaisants. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit, faite en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 représente l'organisation générale d'un atelier selon l'invention ; - la figure 2 est une vue schématique en perspective d'un atelier selon l'invention ; - la figure 3 est une vue schématique du poste de montage de moyens d'essai et de mesure sur un moteur ; - la figure 4 représente schématiquement un des postes de contrôle et de finition ; - la figure 5 illustre schématiquement le départ d'un moteur du poste de la figure 4 ; la figure 6 représente schématiquement l'organisation d'un des postes de montage et de démontage des moyens d'essai et de mesure ; - les figures 7 et 8 représentent schématiquement deux opérateurs travaillant sur un moteur à l'un des postes de l'atelier, en vue de dessus et en vue de côté respectivement ; - la figure 9 représente schématiquement un terminal informatique d'affichage des tâches à effectuer sur un moteur à l'un des postes de l'atelier ; - la figure 10 représente schématiquement un autre terminal informatique d'affichage d'informations relatives à un moteur se trouvant dans un poste de l'atelier. On se réfère d'abord à la figure 1 qui représente schématiquement l'organisation générale d'un atelier selon l'invention et un organigramme général des tâches exécutées dans cet atelier. Le premier poste 10 de l'atelier reçoit les moteurs un par un en sortie d'une chaîne de montage pour équiper chaque moteur de moyens particuliers d'essai et de mesure qui seront utilisés lors des essais que le moteur doit subir avant d'être expédié chez un client, par exemple chez un constructeur d'avion. De façon générale, les moyens montés sur le moteur pour ces essais comprennent un équipement de démarrage, un ensemble d'éjection, une virole arrière de capot, un cône avant, des équipements de lubrification et de circuit carburant, une buse d'entrée d'air ainsi que des moyens de pesée du moteur. Le moteur 12 ainsi équipé est placé sur un chariot de transport 14 et emmené jusqu'à un local d'essai 16 qui se trouve dans un bâtiment isolé, dans lequel le moteur est accroché à une structure fixe résistante et est soumis à des essais de démarrage et de fonctionnement à différents régimes. A l'issue de ces essais, le moteur 12 est remis sur le chariot 14 et est ramené dans l'atelier jusqu'à un poste 18 de démontage des moyens de mesure et d'essai. Le moteur est ensuite transféré à un poste 20 de contrôle par endoscopie, permettant notamment de vérifier l'état des aubes des étages basse pression et haute pression du moteur. Le moteur est ensuite transféré à un poste 22 de finition, dans lequel il est préparé pour l'expédition à un client, les opérations effectuées dans ce poste comprenant notamment une vidange du réservoir d'huile, du démarreur et du boîtier d'accessoires, le montage d'un connecteur d'identification, et le montage d'une virole arrière de capot, d'un cône avant et d'une protection du cône avant, ainsi qu'une protection anti-corrosion des parties sensibles du moteur. Le moteur est ensuite transféré au poste 24 d'expédition, dans lequel il est placé sur un bâti d'expédition 26, et soumis à des contrôles visuels de finition, après quoi on place des housses de protection sur différentes parties du moteur et on recouvre le moteur d'une bâche de protection. Comme on l'a représenté schématiquement en figure 1, les différents postes de l'atelier sont alignés le long d'un axe commun de telle sorte qu'un moteur qui sort d'un poste pénètre immédiatement dans le poste suivant. Le temps de séjour d'un moteur est le même dans les différents postes (il est de quatre heures dans un exemple de réalisation concernant la préparation de turboréacteurs à double flux). L'atelier comprend encore un poste 26 de retouche, dans lequel on transfère depuis le poste 18 de démontage les moteurs dont les essais n'ont pas été conformes à des normes préétablies et qui doivent faire l'objet d'interventions particulières. Ce poste 26 de retouche est en parallèle avec le poste 20 de contrôle par endoscopie et se trouve donc en dehors du trajet normal des moteurs dans l'atelier de préparation. On se réfère maintenant aux figures 2 et suivantes qui représentent une réalisation pratique d'un atelier selon l'invention. On retrouve en figure 2 la disposition particulière des postes 10, 18, 20, 22, 24 et 28 représentés en figure 1 et l'on voit que l'ensemble de ces postes est surmonté d'un bâti horizontal 30 qui se trouve à plusieurs mètres au-dessus du sol et qui est supporté par des piliers verticaux 32 fixés au sol. Ce bâti 30 porte tous les moyens de convoyage et de manutention des moteurs dans l'atelier, ainsi que les moyens de support des moteurs dans certains postes, ce qui libère beaucoup de place au sol et permet une circulation aisée des opérateurs dans l'atelier et dans les différents postes. Dans les postes 10 de montage et 18 de démontage, les moyens de support des moteurs comprennent trois montants verticaux 34 fixés au sol de part et d'autre de l'emplacement d'un moteur dans le poste correspondant, deux de ces montants 34 étant face à face au niveau du carter intermédiaire du moteur et le troisième montant étant d'un côté du moteur au niveau du carter d'échappement de ce moteur. Chaque montant vertical comporte un bras horizontal 36 de fixation sur le moteur et des moyens de réglage de la position en hauteur de ce bras sur le montant 34, les moyens de réglage de position des bras sur les montants étant synchronisés pour que tous les bras se trouvent constamment dans un même plan horizontal. Dans les autres postes, les moyens de support des moteurs sont des colonnes verticales 38 suspendues au bâti supérieur 30 et dont les extrémités inférieures se trouvent à une certaine hauteur au-dessus du sol, cette hauteur étant supérieure au diamètre extérieur d'un moteur, comme on peut le voir notamment en figure 4. Chaque poste 20, 22 ou 28 comprend deux de ces colonnes, placées face à face et de part et d'autre de l'emplacement d'un moteur dans le poste correspondant, ces colonnes portant des moyens 40 de support et d'accrochage d'un palonnier horizontal 42 formé essentiellement d'un cadre auquel sont accrochés des bras 44 qui s'étendent vers le bras et qui sont fixés à leurs extrémités inférieures sur le carter intermédiaire et sur le carter d'échappement du moteur, de chaque côté du moteur. Les moyens 40 de support et d'accrochage des palonniers 42 sur les colonnes verticales 38 son réglables en hauteur, de façon synchronisée sur les deux colonnes 38 se trouvant face à face, de façon à ce que le palonnier 42 reste toujours dans un plan horizontal. Les palonniers 42 fixés sur les moteurs sont eux-mêmes déplaçables d'un poste à l'autre au moyen de palans qui sont guidés sur des rails horizontaux du bâti supérieur 30 et qui sont reliés aux palonniers 42 par des câbles munis de crochets 46 à leur extrémité inférieure (voir figure 4 par exemple), ces crochets 46 étant destinés à être reçus dans des guides 48 en forme d'entonnoir fixés sur le palonnier 42 et à être retenus dans ces guides par des moyens de verrouillage tels que des broches transversales déplacées par des vérins. On comprend qu'un palan permet de lever un palonnier 42 auquel est suspendu un moteur pour dégager ce palonnier des moyens de support et d'accrochage 40 des colonnes 38 d'un poste de l'atelier, d'emmener le moteur au poste suivant (voir figure 5) par déplacement du palan sur les rails horizontaux du bâti supérieur 30, et de descendre ensuite le palonnier 42 jusqu'aux moyens 40 de support et d'accrochage des colonnes verticales 38 du poste suivant. Les palans sont utilisés également pour poser les moteurs sur les moyens de support 34 des postes 10 et 18, pour prendre un moteur au poste 10 et le déposer sur un chariot 14 de transport au local d'essai, et pour reprendre le moteur sur le chariot 14 et le déposer sur les moyens de support 34 du poste 18. Lorsqu'un moteur a été ainsi amené au poste 18, un palonnier 42 est fixé sur le moteur par ses bras 44 pour permettre le déplacement du moteur jusqu'au poste d'expédition 24 au moyen d'un palan. Le palonnier est démonté du moteur lorsque celui-ci repose sur son bâti d'expédition 26 et est ramené jusqu'au poste 18 de démontage pour être fixé sur un autre moteur. Un chemin de retour des palonniers du poste 24 au poste 18 est prévu sur le bâti supérieur 30 et permet de ramener chaque palonnier directement au poste 18, le long du trajet suivi par les moteurs. On a représenté plus en détail en figure 6 l'équipement d'un poste de l'atelier, tel par exemple que le poste 10 de montage des moyens de mesure et d'essai sur le moteur. Ce poste 10 comprend, outre les moyens 34 de support d'un moteur, une armoire 50 de commande du réglage de la hauteur des bras de fixation sur le moteur, et deux terminaux informatiques 52 placés de part et d'autre d'un emplacement 54 dessiné au sol par des bandes de couleur et correspondant à une zone de travail sur le moteur lorsque celui-ci est porté par les bras de fixation des moyens de support 34. Des moyens d'éclairage sont encastrés dans le sol dans l'emplacement 54 et sont recouverts par des plaques de matériau transparent situées au niveau du sol et sur lesquelles peuvent marcher les opérateurs, cette disposition permettant un bon éclairage de la partie inférieure d'un moteur. D'autres moyens d'éclairage sont portés par le bâti supérieur 30, pour l'éclairage de la partie supérieure du moteur. Chaque terminal informatique 52 est monté sur une console 56 qui porte également des moyens de rangement d'une série d'outils utilisables par l'opérateur qui travaille sur le moteur. Un autre terminal informatique est installé dans le poste, par exemple sur l'armoire 50 comme représenté en 58 en figure 6 pour l'affichage d'informations relatives au moteur et à la localisation sur le moteur des tâches à effectuer. Comme on l'a représenté schématiquement aux figures 7 et 8, deux opérateurs A et B peuvent travailler simultanément sur le moteur 12 qui se trouve au poste 10, pour effectuer des tâches séquentielles identiques ou différentes dans un ordre donné, qui est affiché sur les écrans des terminaux 56 comme représenté par exemple en figure 9 et qui amène les opérateurs à se déplacer d'une extrémité à l'autre du moteur 12 dans le sens indiqué par les flèches en figure 7. Lorsque le temps de séjour d'un moteur dans les différents postes de l'atelier est de quatre heures, comme indiqué ci-dessus, l'affichage sur l'écran 56 peut être partagé en quatre zones de couleurs différentes ayant chacune une durée d'une heure et comprenant chacune les références des opérations à effectuer sur le moteur par un opérateur dans l'ordre indiqué. En cliquant avec une souris sur le numéro d'une opération, l'opérateur peut obtenir une description détaillée de cette opération et des informations complémentaires sur cette opération. L'autre écran 58 représenté en figure 10 affiche la forme d'un moteur dans une couleur qui correspond à celle de la zone de travail en cours sur l'écran 56 et affiche également les emplacements sur l'image du moteur des tâches à effectuer pendant cette tranche horaire. Les consoles 56 portant les terminaux 52 et les outils sont placées en des points tels que chaque opérateur peut avoir accès très rapidement, en quelques secondes, aux outils dont il a besoin. Des sièges à roulettes permettant aux opérateurs de travailler assis lorsque cela est possible, sont également prévus dans chaque poste avec d'autres équipements tels que des bacs, des poubelles, etc. Chaque moteur est de plus équipé d'une étiquette du type RFID (radio frequency identification) dont le numéro est préalablement lié à un moteur dans la base de données centrale. Lorsqu'un moteur est mis en place dans l'un des postes, les informations concernant ce moteur (type, version, avion, compagnie aérienne cliente, etc.) sont alors transmises de façon graphique sur l'écran du poste. Ceci permet aussi d'alerter très rapidement les opérateurs d'une éventuelle réallocation d'un moteur. Lorsqu'un opérateur a terminé une opération, il le déclare sur son terminal informatique et l'opération est imputée par le système informatique au destinataire du moteur. Cela permet une traçabilité complète des opérations effectuées sur le moteur ainsi que leur imputation en comptabilité. On peut bien entendu faire varier le nombre des opérateurs qui travaillent sur le moteur dans un poste donné, ce nombre étant typiquement compris entre 1 et 3 ou 4, en fonction des tâches à effectuer sur le moteur et du type de moteur. Le fonctionnement de l'atelier selon l'invention découle à l'évidence de ce qui précède : un moteur sortant d'une chaîne de montage est amené sur un chariot à côté du premier poste 10, puis il est pris sur le chariot par un palan, déplacé au-dessus des supports 34 du poste 10 et placé à la hauteur voulue pour que les bras de fixation de ces supports soient fixés sur les carters du moteur. Le moteur peut alors être équipé des moyens voulus de mesure et d'essai. II est ensuite soulevé à nouveau par le palan, déplacé au-dessus d'un chariot de transport qui stationne à côté du poste 10, et posé sur ce chariot pour être emmené jusqu'au local d'essai 16. Après essai, il est ramené sur le chariot dans l'atelier sur le côté du poste 18, soulevé par un palan pour être amené au-dessus des moyens de support 34 du poste 18, puis descendu à la hauteur voulue pour que les bras de fixation des supports 34 soient fixés sur les carters du moteur. Les moyens d'essai et de mesure sont démontés du moteur, puis un palonnier 42 est descendu par un palan au-dessus du moteur et fixé à ce dernier par ses bras 44. Le palan soulève le moteur, le déplace jusqu'au poste de contrôle 20 et dépose le palonnier 42 sur les moyens de support et d'accrochage 40 des colonnes 38. Après contrôle, le palonnier 42 portant le moteur est à nouveau soulevé par le palan et déplacé jusqu'au poste de finition 22 pour le montage des équipements définitifs du moteur, après quoi le moteur est à nouveau déplacé par le palan jusqu'au poste d'expédition 24 où il est placé sur un bâti de transport 26. Le palonnier est alors démonté du moteur et renvoyé vers le poste de démontage 18. Le moteur 12 est fixé sur le bâti de transport 26, recouvert de ses housses et bâche de protection, et peut être expédié chez son destinataire. On voit que les différentes tâches effectuées par les opérateurs sont toujours exécutées dans le même ordre et que chaque opérateur peut à tout instant se référer à un terminal informatique pour obtenir des précisions sur les opérations à effectuer. De plus, toutes ces opérations sont cadencées dans le temps et chaque opérateur est renseigné en permanence sur son avance ou son retard par rapport au plan prévu. La traçabilité des opérations effectuées est totale, puisque les opérateurs renseignent directement le système informatique après l'exécution de chaque tâche.