A350 XWB的新方向 雷射追踪仪在飞机修建操作过程中同时实现机器人边线的修改

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　　1月11日13:30-17:00 2023 Ansys中国机器人行业典型研讨会

　　【编者按】为同时实现更高的换装品质，Premium航空技术公司为A350谋求新的方向。机器人承担了将绗条黏贴在铝合金进一步钢制机头上的任务。可终端雷射追踪仪控制系统确保了机器人的准确功能定位。

A350与众不同，机身是由框架组成，也称作桁条，用作进一步增强机身。到目前为止，桁条主要选用铝材料。一般情况下，桁条选用加工的孔展开手工功能定位。而对于A350而言，主要选用铝合金进一步增强塑钛合金(CFP)做成，此种方法就不能选用。CFP透过高压釜展开硬化，无法展开钻头。

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　　“桁条也是由CFP钛合金做成，须要附着在机头上，”Tim Lewerenz，Premium航空技术负责人解释道，他主要负责桁条一般而言项目。

　　作为航空结构件的供应商，该公司为空中客车新型的远程飞机提供大组件，并定于年中提货，这包括了整个前部机身。“桁条须要精确的一般而言，以避免先期的质量受影响。手动的功能定位这时是不经济的，即使最终每月要有多达13架此种类型的飞机出厂。他们的目标是借助机器人展开飞机手动换装，须要机器人能像铣床一样精确组织工作。”

更具特殊的明确要求是，为了不损害先期的制造与换装操作过程，A350 XWB的桁条(能长达18 m)须要放置在科跃蛛属，粒度明确要求在? 0.3 mm，在长方向粒度明确要求在? 1 mm。经过首次试验，失望的情绪弥漫在普罗斯穆尔。机器人须要终端3,000 mm，但在2,997 mm时停止运动。第三台却经常多终端1.5 mm。“0.1%的局限性一开始感觉是零点的，但考虑到桁条的长度达到18 m,局限性就很大，他们是不能接受的。”Lewerenz说。

机器人的制造商Fanuc没有错误，即使数据在机器人测试方法之内。这意味著机器人的组织工作精度小于铣床，由于重量和力，都能引起局限性。汽车行业一般透过“鼓励”机器人的方法展开规避，但是Leweren排除了此种可能性：“全套控制系统为800架飞机设计，对样件展开这样的鼓励量测对他们而言是不经济的。这也是Premium航空技术须要所有的程式设计都要脱机展开的原因，他们须要制造操作过程的所有环节都安排恰当。”

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　　Premium航空技术公司开始寻求透过量测终端机器人到正确边线的方案，而不是选用鼓励的方法。一套能安置于机器人颈部的控制系统。

　　借助Leica当然雷射追踪仪，选用相机(也称作Leica T-Cam)和Leica T-Mac，能同时获取点的二维坐标与内部空间方位角信息(i、j、k或者称作扭转颓势、角摆与收放)。

　　八维监视对于机器人而言是关键的(具有六分量)。这意味著机器人颈部的边线能监视，包括其方位角。

如果须要三个内部空间方位角(扭转颓势、角摆与收放)，它们是由Leica T-Cam量测Leica T-Mac上的LED分布而确定的。可变的翻转使得此种照相量测的精度在全组织工作内部空间内几乎与距离无关。

　　Lewerenz表示：“除此之外一点关于追踪仪就是量测结论能反馈，产生可接受的结论。角度对他们而言也是关键的，即使组件须要随即量测与检查。他们还将Leica当然雷射追踪仪用作那个目的。”在第一个制造模块有两台机器人，一台一般而言在地面，N57Cpp一般而言在横向轴，滚轮着桁条的两端，并将其加装在机身部分。

除非机器人将桁条加装在一端，量测控制系统手动启动。机器人告知自身的边线，量测控制系统指示机器人如何展开修改。在Hartwig阶段，须要大概20秒钟，除非控制操作过程同时实现了强化，那个操作过程将减少到只须要数秒。随即，量测中断，桁条一般而言到位，而追踪仪能同时校正除此之外一个机器人。

　　无论如何，Lewerenz将在线使用雷射追踪仪视为Premium航空技术公司的巨大优势。这意味著操作的方法、控制系统参数与控制Hardoi是已知的，如果现有追踪仪，就不当然须要购置新的控制系统(相应的培训费用也能省去)。

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　　测试模块希望设计成开放的结构，透过中心软件驱动任何二维量测控制系统以同时实现最大的灵活性。外部量测控制系统在这里优于机器人的内部量测控制系统。Lewerenz说：“将设备与量测控制系统分离是很关键的，在我看来，那个概念非常具有未来意义，即使他们能将这套强化的量测控制系统与强化的设备展开组合。”

“除此之外，吸引他们的是不须要选用昂贵的特定机器，并扩充了他们桁条的加装功能定位，”项目经理补充道。即使在Premium航空技术公司，很关键的一点在于在制造与换装领域缩短制造周期。今天，很多手动的组织工作与一般而言工装，比如型架，须要这一点。这里的问题在于，他们使得灵活的换装组织工作变得困难，比如在一个产品线上展开不同产品的组装。产品在其生命周期中发生着变化，他们须要为此提供一定的灵活性。”

　　“很少的情况下两架飞机完全一致，即便只是一个卫生间，它们也会加装在不同的边线，飞机的结构须要相应展开变化。这也是每个机身看起来不一样的原因。”Lewerenz解释道。

他认为机器人和终端量测设备是未来的趋势，预示着机械工程技术的转变。这也是他希望项目合作方FFT-Edag能开发并提供交钥匙解决方案的原因。“他们希望购买一套完工产品。除非出现问题，只有一个须要联系的伙伴。”Lewerenz说。

　　他对海克斯康计量也提出了明确要求。Leica雷射追踪仪的内部组织工作频率是3,000 Hz，每秒钟输出1,000个量测数据，这1,000个数据最大的输出速率为10 Hz。“他们须要是100 Hz，即使内部组织工作频率大概在100 Hz，他们须要能修改每次机器人的运动。新型的实时接口(Ethercat)，可同时实现数据以1,000 Hz频率展开输出，这是正确方向上的关键一步。”

新型的制造理念是：根据飞机的尺寸使用六个或者八个机器人，每边选用3台或4台机器人滚轮桁条。两行机器人与两台追踪仪独立开展组织工作。

　　( 文章来源：互联网 )

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