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Grant: CCI Applied Research and Development Grants

Cégep Édouard-Montpetit

$40,000.00

Algorithmes de recalage et de compensation des déformations pour l’inspection robotisée de pièces aéronautiques en composite

FY 2024-25

Summary
Le contrôle non destructif des pièces aéronautiques structurelles est une étape cruciale du contrôle de qualité permettant d’assurer la sécurité des aéronefs et de leurs passagers. L’inspection par ultrasons est la technique privilégiée pour détecter les défauts dans les pièces en matériaux composites. Des efforts constants ont été déployés dans les dernières décennies pour robotiser les inspections ultrasonores, mais il reste cependant des défis importants : l’évolution des pièces aéronautiques vers des formes de plus en plus complexes, les difficultés pour positionner précisément une pièce dans un moyen d’inspection automatisé, et la gestion des déformations potentiellement induites durant la fabrication de la pièce. Le CTA et TD NDE ont développé au cours d'un projet précédent (RDA 566874-21) des algorithmes permettant de réaliser automatiquement le recalage des pièces et la compensation de leurs déformations éventuelles dans les trajectoires robotiques avec une approche originale basée sur une passe d'apprentissage. Ces algorithmes donnent d'excellents résultats et ont été intégrés dans le logiciel du partenaire. Ils sont cependant limités à l'utilisation de sondes ultrasonores dites "conventionnelles". Pour les applications industrielles à haut niveau de productivité, il est nécessaire de pouvoir utiliser des sondes multi-éléments ou "phased-array", qui permettent de réduire drastiquement les durées d'inspection. Les objectifs du présent projet sont de modifier les algorithmes existants pour les rendre utilisables avec des sondes "phased-array", de développer un nouvel algorithme pour traiter le cas des raidisseurs aéronautiques en composite comportant des petits rayons, d'intégrer ces modifications et nouveaux algorithmes dans le logiciel du partenaire, et de les tester sur des pièces aéronautiques réelles. Les résultats du projet permettront de traiter la majorité des pièces aéronautiques structurelles en composite avec un niveau de productivité très élevé en réduisant significativement les coûts associés à l'alignement manuel des pièces. Le projet contribuera aussi à la fiabilité des inspections et donc ultimement à la sécurité des avions. Enfin, ce projet permettra au partenaire d'être plus compétitif à l'échelle internationale et de viser de nouveaux débouchés : celui des plus importants avionneurs mondiaux qui intègrent de plus en plus de matériaux composites dans leurs nouveaux aéronefs.
Program
CCI Applied Research and Development Grants
Location
Quebec, Canada
Recipient Type
Academia
Type
Grant
Source
NSERC's Awards Data

As published

Application id
CCARD-2024-00686
Name nom
Désilets, Pascal
Department département
Direction Générale - Cégep Édouard-Montpetit
Organization id
10335
Institution établissement
Cégep Édouard-Montpetit
Province en
Québec
Province fr
Québec
Country en
CANADA
Country fr
CANADA
Fiscal year exercice financier
2024
Competition year année de concours
2024
Award amount
40000
Program id
CCARD
Program name en
CCI Applied Research and Development Grants
Program name fr
ICC Subventions de recherche et développement appliquée
Group en
RESEARCH PARTNERSHIPS
Group fr
PARTENARIATS DE RECHERCHE
Committee code
nan
Area of application code
9999
Area of application group en
Not available
Area of application group fr
Non disponible
Area of application en
Not available
Area of application fr
Non disponible
Research subject code
9999
Research subject group en
Not available
Research subject group fr
Non disponible
Research subject en
Not available
Research subject fr
Non disponible
Field of research list codes
RDF2040102; RDF2040306; RDF2060102
Field of research list names en
Aerospace materials;Manufacturing processes and technologies (except textiles);Composite and hybrid materials
Field of research list names fr
Matériaux aérospatiaux;Procédés et technologies de fabrication (sauf pour les textiles);Matériaux composites et hybrides
Socioeconomic objective list codes
RDS10608
Socioeconomic objective list names en
Machinery and equipment (including automated machinery and equipment)
Socioeconomic objective list names fr
Machines et matériel (y compris les machines et le matériel automatisés)
Application title
Algorithmes de recalage et de compensation des déformations pour l’inspection robotisée de pièces aéronautiques en composite
Keywords
composites; robotique; contrôle non destructif; inspection; ultrasons; phased-array; aéronautique
Application summary
Le contrôle non destructif des pièces aéronautiques structurelles est une étape cruciale du contrôle de qualité permettant d’assurer la sécurité des aéronefs et de leurs passagers. L’inspection par ultrasons est la technique privilégiée pour détecter les défauts dans les pièces en matériaux composites. Des efforts constants ont été déployés dans les dernières décennies pour robotiser les inspections ultrasonores, mais il reste cependant des défis importants : l’évolution des pièces aéronautiques vers des formes de plus en plus complexes, les difficultés pour positionner précisément une pièce dans un moyen d’inspection automatisé, et la gestion des déformations potentiellement induites durant la fabrication de la pièce. Le CTA et TD NDE ont développé au cours d'un projet précédent (RDA 566874-21) des algorithmes permettant de réaliser automatiquement le recalage des pièces et la compensation de leurs déformations éventuelles dans les trajectoires robotiques avec une approche originale basée sur une passe d'apprentissage. Ces algorithmes donnent d'excellents résultats et ont été intégrés dans le logiciel du partenaire. Ils sont cependant limités à l'utilisation de sondes ultrasonores dites "conventionnelles". Pour les applications industrielles à haut niveau de productivité, il est nécessaire de pouvoir utiliser des sondes multi-éléments ou "phased-array", qui permettent de réduire drastiquement les durées d'inspection. Les objectifs du présent projet sont de modifier les algorithmes existants pour les rendre utilisables avec des sondes "phased-array", de développer un nouvel algorithme pour traiter le cas des raidisseurs aéronautiques en composite comportant des petits rayons, d'intégrer ces modifications et nouveaux algorithmes dans le logiciel du partenaire, et de les tester sur des pièces aéronautiques réelles. Les résultats du projet permettront de traiter la majorité des pièces aéronautiques structurelles en composite avec un niveau de productivité très élevé en réduisant significativement les coûts associés à l'alignement manuel des pièces. Le projet contribuera aussi à la fiabilité des inspections et donc ultimement à la sécurité des avions. Enfin, ce projet permettra au partenaire d'être plus compétitif à l'échelle internationale et de viser de nouveaux débouchés : celui des plus importants avionneurs mondiaux qui intègrent de plus en plus de matériaux composites dans leurs nouveaux aéronefs.
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