Dans l'assemblage aérospatial classique, les processus manuels de calage entraînent d'importantes pertes d'efficacité. Les boucles de correction itératives, la coordination fastidieuse et les obligations de documentation exhaustives allongent les délais de production et mobilisent des spécialistes précieux. De plus, les propriétés de déformation complexes, parfois difficiles à prévoir, des composants en PRFC de grande surface rendent difficile l'obtention d'une qualité de processus élevée et constante.

Dans le cadre du projet SHILA, cette approche manuelle a été remplacée par une chaîne de processus entièrement numérisée et automatisable. Un élément central de ce système est un dispositif en périphérie qui a servi à créer un jumeau numérique tant de la machine que de la pièce usinée. Ce dispositif en périphérie recueille toutes les données de processus pertinentes et les relie à une représentation numérique complète du processus de fabrication.

De plus, des algorithmes spéciaux ont été développés afin d'intégrer des modèles intelligents de géométrie, de déformation et d'usinage dans le processus numérique. À partir du modèle géométrique, la technologie de mesure détermine avec précision les écarts réels des structures aéronautiques à parois minces. Le modèle de déformation, associé à des manipulateurs 6D nouvellement développés, permet ensuite le formage en temps réel et sans contrainte des composants, afin qu'ils soient préparés de manière optimale pour les étapes de traitement suivantes.

Grâce à un enlèvement de matière ciblé, la pièce peut être amenée au contour final requis à l'aide du modèle géométrique et du modèle de déformation. Cela évite d'avoir à appliquer manuellement les cales utilisées auparavant. L'interaction entre le modèle géométrique et le modèle de déformation permet une planification optimisée des trajectoires d'usinage pour le robot PowerRace, en tenant compte de la déformation de la pièce sous l'effet des forces d'usinage. Cela permet un enlèvement de matière de haute précision et une stratégie d'usinage optimale, tandis que les programmes d'usinage générés automatiquement soutiennent efficacement le processus de fabrication. Un système moderne de contrôle de position garantit que les outils d'usinage sont guidés avec précision à tout moment. De plus, l'intégration étroite des méthodes de mesure et d'usinage assure une surveillance et un contrôle continus de l'ensemble du processus.

Une nouvelle avancée technologique a été réalisée grâce à l'amélioration de la compensation statique et dynamique du robot PowerRace. De nouveaux modèles mathématiques ont permis d'augmenter considérablement la précision de trajectoire du robot et, par conséquent, d'obtenir des résultats d'usinage encore plus précis.

Au final, le projet SHILA a abouti à la mise au point d'un système automatisé permettant à la fois le formage sans contrainte de grandes pièces structurelles en PRFC et leur usinage de contours précis, assisté par robot. Cette nouvelle chaîne de processus numérique améliore considérablement l'efficacité, la fiabilité des processus et la qualité des composants, tout en réduisant durablement la charge de travail manuel liée à l'assemblage des structures aéronautiques.

Broetje-Automation et les partenaires du projet apportent ainsi une contribution importante au développement des processus d'assemblage modernes et à la pérennité de l'industrie aéronautique.

Le projet « SHILA – Shimless Assembly » a été financé dans le cadre du programme de recherche aéronautique du gouvernement allemand (LuFo 6.3). Les résultats du projet ainsi qu'un démonstrateur technologique seront présentés au salon ILA Berlin, qui se tiendra du 9 au 14 juin 2026 à Berlin, sur le stand du ministère fédéral de l'Économie (hall C, stand 230).