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　　A350 XWB的新方向 雷射追蹤儀在飛機(jī)修建操作過(guò)程中同時(shí)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(guó)機(jī)器人行業(yè)典型研討會(huì)

　　【編者按】為同時(shí)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)?？山K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(kāi)手工功能定位。而對(duì)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(guò)高壓釜展開(kāi)硬化，無(wú)法展開(kāi)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(gè)前部機(jī)身?！拌鞐l須要精確的一般而言，以避免先期的質(zhì)量受影響。手動(dòng)的功能定位這時(shí)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(kāi)飛機(jī)手動(dòng)換裝，須要機(jī)器人能像銑床一樣精確組織工作?！?/p>

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(guò)程，A350 XWB的桁條(能長(zhǎng)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(zhǎng)方向粒度明確要求在? 1 mm。經(jīng)過(guò)首次試驗(yàn)，失望的情緒彌漫在普羅斯穆?tīng)枴C(jī)器人須要終端3,000 mm，但在2,997 mm時(shí)停止運(yùn)動(dòng)。第三臺(tái)卻經(jīng)常多終端1.5 mm?！?.1%的局限性一開(kāi)始感覺(jué)是零點(diǎn)的，但考慮到桁條的長(zhǎng)度達(dá)到18 m,局限性就很大，他們是不能接受的?！盠ewerenz說(shuō)。

機(jī)器人的制造商Fanuc沒(méi)有錯(cuò)誤，即使數(shù)據(jù)在機(jī)器人測(cè)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(guò)“鼓勵(lì)”機(jī)器人的方法展開(kāi)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(jì)，對(duì)樣件展開(kāi)這樣的鼓勵(lì)量測(cè)對(duì)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(jì)都要脫機(jī)展開(kāi)的原因，他們須要制造操作過(guò)程的所有環(huán)節(jié)都安排恰當(dāng)?！?/p>

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　　Premium航空技術(shù)公司開(kāi)始尋求透過(guò)量測(cè)終端機(jī)器人到正確邊線的方案，而不是選用鼓勵(lì)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(shí)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(shì)、角擺與收放)。

　　八維監(jiān)視對(duì)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(gè)內(nèi)部空間方位角(扭轉(zhuǎn)頹勢(shì)、角擺與收放)，它們是由Leica T-Cam量測(cè)Leica T-Mac上的LED分布而確定的?？勺兊姆D(zhuǎn)使得此種照相量測(cè)的精度在全組織工作內(nèi)部空間內(nèi)幾乎與距離無(wú)關(guān)。

　　Lewerenz表示：“除此之外一點(diǎn)關(guān)于追蹤儀就是量測(cè)結(jié)論能反饋，產(chǎn)生可接受的結(jié)論。角度對(duì)他們而言也是關(guān)鍵的，即使組件須要隨即量測(cè)與檢查。他們還將Leica當(dāng)然雷射追蹤儀用作那個(gè)目的?！痹诘谝粋€(gè)制造模塊有兩臺(tái)機(jī)器人，一臺(tái)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(cè)控制系統(tǒng)手動(dòng)啟動(dòng)。機(jī)器人告知自身的邊線，量測(cè)控制系統(tǒng)指示機(jī)器人如何展開(kāi)修改。在Hartwig階段，須要大概20秒鐘，除非控制操作過(guò)程同時(shí)實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)化，那個(gè)操作過(guò)程將減少到只須要數(shù)秒。隨即，量測(cè)中斷，桁條一般而言到位，而追蹤儀能同時(shí)校正除此之外一個(gè)機(jī)器人。

　　無(wú)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(shì)。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(gòu)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(cè)試模塊希望設(shè)計(jì)成開(kāi)放的結(jié)構(gòu)，透過(guò)中心軟件驅(qū)動(dòng)任何二維量測(cè)控制系統(tǒng)以同時(shí)實(shí)現(xiàn)最大的靈活性。外部量測(cè)控制系統(tǒng)在這里優(yōu)于機(jī)器人的內(nèi)部量測(cè)控制系統(tǒng)。Lewerenz說(shuō)：“將設(shè)備與量測(cè)控制系統(tǒng)分離是很關(guān)鍵的，在我看來(lái)，那個(gè)概念非常具有未來(lái)意義，即使他們能將這套強(qiáng)化的量測(cè)控制系統(tǒng)與強(qiáng)化的設(shè)備展開(kāi)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(dòng)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(wèn)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(gè)產(chǎn)品線上展開(kāi)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?！?/p>

　　“很少的情況下兩架飛機(jī)完全一致，即便只是一個(gè)衛(wèi)生間，它們也會(huì)加裝在不同的邊線，飛機(jī)的結(jié)構(gòu)須要相應(yīng)展開(kāi)變化。這也是每個(gè)機(jī)身看起來(lái)不一樣的原因?！盠ewerenz解釋道。

他認(rèn)為機(jī)器人和終端量測(cè)設(shè)備是未來(lái)的趨勢(shì)，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(kāi)發(fā)并提供交鑰匙解決方案的原因?！八麄兿Ｍ?gòu)買一套完工產(chǎn)品。除非出現(xiàn)問(wèn)題，只有一個(gè)須要聯(lián)系的伙伴。”Lewerenz說(shuō)。

　　他對(duì)?？怂箍涤?jì)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(gè)量測(cè)數(shù)據(jù)，這1,000個(gè)數(shù)據(jù)最大的輸出速率為10 Hz?！八麄冺氁?00 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(dòng)。新型的實(shí)時(shí)接口(Ethercat)，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)以1,000 Hz頻率展開(kāi)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(gè)或者八個(gè)機(jī)器人，每邊選用3臺(tái)或4臺(tái)機(jī)器人滾輪桁條。兩行機(jī)器人與兩臺(tái)追蹤儀獨(dú)立開(kāi)展組織工作。

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