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A350 XWB的新方向 雷射追蹤儀在飛機(jī)修建操作過程中同時實(shí)現(xiàn)機(jī)器人邊線的修改
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先進(jìn)制造 ◇ 系列技術(shù)講座
1月11日13:30-17:00 2023 Ansys中國機(jī)器人行業(yè)典型研討會
【編者按】為同時實(shí)現(xiàn)更高的換裝品質(zhì),Premium航空技術(shù)公司為A350謀求新的方向。機(jī)器人承擔(dān)了將絎條黏貼在鋁合金進(jìn)一步鋼制機(jī)頭上的任務(wù)。可終端雷射追蹤儀控制系統(tǒng)確保了機(jī)器人的準(zhǔn)確功能定位。
A350與眾不同,機(jī)身是由框架組成,也稱作桁條,用作進(jìn)一步增強(qiáng)機(jī)身。到目前為止,桁條主要選用鋁材料。一般情況下,桁條選用加工的孔展開手工功能定位。而對于A350而言,主要選用鋁合金進(jìn)一步增強(qiáng)塑鈦合金(CFP)做成,此種方法就不能選用。CFP透過高壓釜展開硬化,無法展開鉆頭。
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“桁條也是由CFP鈦合金做成,須要附著在機(jī)頭上,”Tim Lewerenz,Premium航空技術(shù)負(fù)責(zé)人解釋道,他主要負(fù)責(zé)桁條一般而言項(xiàng)目。
作為航空結(jié)構(gòu)件的供應(yīng)商,該公司為空中客車新型的遠(yuǎn)程飛機(jī)提供大組件,并定于年中提貨,這包括了整個前部機(jī)身。“桁條須要精確的一般而言,以避免先期的質(zhì)量受影響。手動的功能定位這時是不經(jīng)濟(jì)的,即使最終每月要有多達(dá)13架此種類型的飛機(jī)出廠。他們的目標(biāo)是借助機(jī)器人展開飛機(jī)手動換裝,須要機(jī)器人能像銑床一樣精確組織工作。”
更具特殊的明確要求是,為了不損害先期的制造與換裝操作過程,A350 XWB的桁條(能長達(dá)18 m)須要放置在科躍蛛屬,粒度明確要求在? 0.3 mm,在長方向粒度明確要求在? 1 mm。經(jīng)過首次試驗(yàn),失望的情緒彌漫在普羅斯穆爾。機(jī)器人須要終端3,000 mm,但在2,997 mm時停止運(yùn)動。第三臺卻經(jīng)常多終端1.5 mm。“0.1%的局限性一開始感覺是零點(diǎn)的,但考慮到桁條的長度達(dá)到18 m,局限性就很大,他們是不能接受的。”Lewerenz說。
機(jī)器人的制造商Fanuc沒有錯誤,即使數(shù)據(jù)在機(jī)器人測試方法之內(nèi)。這意味著機(jī)器人的組織工作精度小于銑床,由于重量和力,都能引起局限性。汽車行業(yè)一般透過“鼓勵”機(jī)器人的方法展開規(guī)避,但是Leweren排除了此種可能性:“全套控制系統(tǒng)為800架飛機(jī)設(shè)計,對樣件展開這樣的鼓勵量測對他們而言是不經(jīng)濟(jì)的。這也是Premium航空技術(shù)須要所有的程式設(shè)計都要脫機(jī)展開的原因,他們須要制造操作過程的所有環(huán)節(jié)都安排恰當(dāng)。”
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Premium航空技術(shù)公司開始尋求透過量測終端機(jī)器人到正確邊線的方案,而不是選用鼓勵的方法。一套能安置于機(jī)器人頸部的控制系統(tǒng)。
借助Leica當(dāng)然雷射追蹤儀,選用相機(jī)(也稱作Leica T-Cam)和Leica T-Mac,能同時獲取點(diǎn)的二維坐標(biāo)與內(nèi)部空間方位角信息(i、j、k或者稱作扭轉(zhuǎn)頹勢、角擺與收放)。
八維監(jiān)視對于機(jī)器人而言是關(guān)鍵的(具有六分量)。這意味著機(jī)器人頸部的邊線能監(jiān)視,包括其方位角。
如果須要三個內(nèi)部空間方位角(扭轉(zhuǎn)頹勢、角擺與收放),它們是由Leica T-Cam量測Leica T-Mac上的LED分布而確定的。可變的翻轉(zhuǎn)使得此種照相量測的精度在全組織工作內(nèi)部空間內(nèi)幾乎與距離無關(guān)。
Lewerenz表示:“除此之外一點(diǎn)關(guān)于追蹤儀就是量測結(jié)論能反饋,產(chǎn)生可接受的結(jié)論。角度對他們而言也是關(guān)鍵的,即使組件須要隨即量測與檢查。他們還將Leica當(dāng)然雷射追蹤儀用作那個目的。”在第一個制造模塊有兩臺機(jī)器人,一臺一般而言在地面,N57Cpp一般而言在橫向軸,滾輪著桁條的兩端,并將其加裝在機(jī)身部分。
除非機(jī)器人將桁條加裝在一端,量測控制系統(tǒng)手動啟動。機(jī)器人告知自身的邊線,量測控制系統(tǒng)指示機(jī)器人如何展開修改。在Hartwig階段,須要大概20秒鐘,除非控制操作過程同時實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)化,那個操作過程將減少到只須要數(shù)秒。隨即,量測中斷,桁條一般而言到位,而追蹤儀能同時校正除此之外一個機(jī)器人。
無論如何,Lewerenz將在線使用雷射追蹤儀視為Premium航空技術(shù)公司的巨大優(yōu)勢。這意味著操作的方法、控制系統(tǒng)參數(shù)與控制Hardoi是已知的,如果現(xiàn)有追蹤儀,就不當(dāng)然須要購置新的控制系統(tǒng)(相應(yīng)的培訓(xùn)費(fèi)用也能省去)。
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測試模塊希望設(shè)計成開放的結(jié)構(gòu),透過中心軟件驅(qū)動任何二維量測控制系統(tǒng)以同時實(shí)現(xiàn)最大的靈活性。外部量測控制系統(tǒng)在這里優(yōu)于機(jī)器人的內(nèi)部量測控制系統(tǒng)。Lewerenz說:“將設(shè)備與量測控制系統(tǒng)分離是很關(guān)鍵的,在我看來,那個概念非常具有未來意義,即使他們能將這套強(qiáng)化的量測控制系統(tǒng)與強(qiáng)化的設(shè)備展開組合。”
“除此之外,吸引他們的是不須要選用昂貴的特定機(jī)器,并擴(kuò)充了他們桁條的加裝功能定位,”項(xiàng)目經(jīng)理補(bǔ)充道。即使在Premium航空技術(shù)公司,很關(guān)鍵的一點(diǎn)在于在制造與換裝領(lǐng)域縮短制造周期。今天,很多手動的組織工作與一般而言工裝,比如型架,須要這一點(diǎn)。這里的問題在于,他們使得靈活的換裝組織工作變得困難,比如在一個產(chǎn)品線上展開不同產(chǎn)品的組裝。產(chǎn)品在其生命周期中發(fā)生著變化,他們須要為此提供一定的靈活性。”
“很少的情況下兩架飛機(jī)完全一致,即便只是一個衛(wèi)生間,它們也會加裝在不同的邊線,飛機(jī)的結(jié)構(gòu)須要相應(yīng)展開變化。這也是每個機(jī)身看起來不一樣的原因。”Lewerenz解釋道。
他認(rèn)為機(jī)器人和終端量測設(shè)備是未來的趨勢,預(yù)示著機(jī)械工程技術(shù)的轉(zhuǎn)變。這也是他希望項(xiàng)目合作方FFT-Edag能開發(fā)并提供交鑰匙解決方案的原因。“他們希望購買一套完工產(chǎn)品。除非出現(xiàn)問題,只有一個須要聯(lián)系的伙伴。”Lewerenz說。
他對海克斯康計量也提出了明確要求。Leica雷射追蹤儀的內(nèi)部組織工作頻率是3,000 Hz,每秒鐘輸出1,000個量測數(shù)據(jù),這1,000個數(shù)據(jù)最大的輸出速率為10 Hz。“他們須要是100 Hz,即使內(nèi)部組織工作頻率大概在100 Hz,他們須要能修改每次機(jī)器人的運(yùn)動。新型的實(shí)時接口(Ethercat),可同時實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)以1,000 Hz頻率展開輸出,這是正確方向上的關(guān)鍵一步。”
新型的制造理念是:根據(jù)飛機(jī)的尺寸使用六個或者八個機(jī)器人,每邊選用3臺或4臺機(jī)器人滾輪桁條。兩行機(jī)器人與兩臺追蹤儀獨(dú)立開展組織工作。
( 文章來源:互聯(lián)網(wǎng) )
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