航天工业多年来一直在谈论使用机器人。然而,直到最近,大多数努力都受到准确性问题的阻碍。

航天工业多年来一直在谈论使用机器人。然而,大多数努力都是通过准确性问题阻碍的。航空航天钻孔和紧固应用需要紧张的公差,以产生高强度机身,避免破裂的风险。

“在20世纪90年代中期,波音尝试使用六轴机器人加入其777喷气式客机的机身,”前波音工程师、现为ARC咨询集团(dedeham, MA)高级分析师的迪克·斯兰斯基(Dick Slansky)说。然而,由于精度问题,自动化车身装配工具失败了。Slansky指出:“如今,复合材料已经完全改变了游戏,自适应控制提高了精确度。

“航空航天的人们已经希望在过去的20年里使用机器人,”Electrimpact Inc.副总裁John Hartmann(Mukilteo,WA)副总裁John Hartmann“多年来,有许多错误的开始和许多空的承诺。三个最大的问题是有效载荷,僵硬和准确性。

“大多数机器人制造商都解决了有效载荷问题,”Hartmann解释道。“刚度仍然是一个问题,因为高力和压力适用于带夹具的航空部件。”在航空航天钻井应用中,夹紧载荷可以为50至400磅。在完整的夹紧载荷时,滑冰或无意的运动可以大于0.05英寸,这抛出了终极效应器的位置超出公差。

哈特曼指出:“如今机器人面临的最大挑战仍然是准确性,但这方面的工作正在进行中。”“我们目前正在探索几种不同的选择,我相信我们将在明年实现这一目标。”

Vought飞机工业公司(Irving, TX)的研发经理Martin Wimmer说:“机器人系统的挑战历来都是整个工作范围内的尺寸精度。”这就是为什么许多用于航空航天工业的现成机器人常常依赖某种自适应反馈机制来满足所需的公差。

FANUC机器人美国公司(密歇根州罗彻斯特希尔斯)的西方运营总经理拉什·拉塞尔解释说:“直到最近,工业机器人能够执行的流程一直受到限制。”“许多高精度应用,如钻孔和紧固,已经超过了机器人的性能,除非使用笨重的辅助系统来提高局部精度。然而,这些解决方案之前还不足以满足许多大型组件的需求。”

LaSelle称,在航空航天工业中,机器人被认为是可重复使用的,但精确度还不够。现在,随着脱机编程和cad-to-path处理水平的提高,精度已经被推向了前沿。

LaSelle补充道:“(我们)改进了二次反馈的使用,以提高机器人的整体精度,使其成为钻和固定机身组件和组件的有效平台。”他说,除了主伺服系统,二次反馈的使用,消除了许多本地化精度硬件和过程,以前阻碍制造商。

库卡机器人公司技术经理Mike Beaupre解释说:“如果没有某种形式的外部传感器制导技术,目前的关节式机器人还不能获得航空工艺所需的一些公差,如钻孔和固定,这增加了自动化系统的成本和复杂性。”MI)。

“机器人是可重复的,但不一定准确,”Comau Inc.(Southfield,MI)的飞机集团节目专家Joseph O'brien“机器人制造商和集成商的努力是相当大的,以提高准确性,包括多种编码器,软件增强功能,各种指导方法和局部校正。这是一个正在进行的过程。“

许多观察家认为,由空军研究实验室(AFRL,Dayton,OH)资助的一项重大研究项目为军用飞机制造最终将涓涓细流到航空航天行业的其他部门,并促进了机器人的广泛使用。阶段是经济实惠的准确机器人指导(AARG)项目刚刚启动。

为期两年项目的目的是开发一个机器人引导系统,可应用于钻井和紧固应用。原型电池将由诺斯罗普尔·格鲁姆曼棕榈料,加州的工程师使用,工厂用于组装F-35联合罢工战斗机的中心机身。机身运送到洛克希德马丁的工厂,德克萨斯州沃思堡,最终装配。

洛克希德马丁的F-35全球生产业务的技术运营副手博士表示,在飞机制造中使用更多机器人之前,仍需要解决的几个挑战。“较低的成本,能够高出位置和加工精度的较高的公差机器人需要降低资本成本并提高制造灵活性,例如网格机器人与龙门系统,”他解释说。“目前的系统是空间和资本密集型的​​。”

Kinard表示,机器人定位技术也需要改进,包括激光和视觉定位。此外,他认为航空航天工业必须开发更好的机器人技术和RFID定位设备的集成,从而实现更自动化的材料处理和材料定位。