图片来源:尼康计量
尼康计量塔姆沃斯(英国)最近为GKN航空航天在怀特岛的研究中心交付了一个机器人单元,这是英国政府STEM项目的一部分。该技术演示器的核心是光学计量系统,指导机器人流程并管理构建,该流程称为“计量辅助生产”。
该项目的目标是“一次性”钻孔和下沉,然后应用粘合剂和紧固件。第一个重大技术进步是证明机器人可以使用一种工具(钻头和沉孔器)打洞(直径达8毫米),然后拿起另一种单独的工具(紧固件),然后去完全相同的地方/矢量上应用紧固件。这意味着不需要多功能末端执行器——这反过来意味着只需要一个小载荷机器人,在一个小宽度的轨道上。这大大减少了机器人解决方案的资本投资,并且需要更少的能源,所以它也是一个更环保的解决方案。引导机器人达到这种精度的技术被称为“自适应机器人控制。”
尼康计量设计并建造了应用末端执行器。钻头采用高速/低扭矩主轴。这是GKN在美国的另一个项目中与合作伙伴Wright Industries一起使用的系统的演变。该系统的优点是不需要压力脚将钻头固定到地面,再次简化了仅重25Kg的钻头。带有集成粘合剂注入器的盲面固定工具更轻(20Kg)。
该项目的紧固件由Monogram提供,尼康计量在机器人加工工具中安装了他们的安装单元。这两种工具都包括自动换刀器和完整的计量指导仪器。力反馈系统也被预见,但仍未使用-自适应控制足以使两个工具,分别,完全相同的目标。
图片来源:尼康计量
在光学计量系统的工作范围内,机器人还使用第三种工具进行检查和控制。这是尼康计量集成激光线扫描仪(MMDx50)。单元中的第一个任务是机器人扫描复合材料航空航天部件的上表面。这是为了验证真实表面是否在构建公差范围内(检查),并自动将Delmia中离线创建的所有目标偏移到真实表面上。其中一个原因是:在保持钻孔工具简单的同时管理沉孔的高度(沉孔是一个扩大的孔的顶部,这样紧固件的头部将与表面平齐或低于表面)。钻孔/沉孔后,机器人手持激光扫描仪检查孔和沉孔,然后紧固。紧固后,再次使用激光扫描仪检查紧固件的平整度。
因此,组件进入单元时未经过处理,离开时已完成并经过检查。作为附带的好处,一个简单的支持被放在机器人工具之一,并用作设置夹具夹紧点的参考。因此,机器人被编程到标称加工位置,然后使用自适应机器人控制进行校正以消除机器人的不准确性。该支持用于Delfoi柔性工装系统的“自上而下”设置,与之前使用激光跟踪仪的“自下而上”构建夹具的基线解决方案相比,这在时间和精度上都有了显著提高。
为这次成功安装做出贡献的项目合作伙伴除了来自GKN的技术团队外;Fanuc Robotics提供了机器人和导轨,AMRC管理了手工组装(预机器人单元),Delfoi提供并设计了灵活的工具,并为使用Delmia软件提供了支持。
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