在德國資助的「Tempo」子項目中，與空中巴士公司共同開發的自動化、高精度和質量保證的預裝配的定位與鑽孔末端執行器。
開發的定位和鑽孔末端執行器，用於在CFRP整體框架上自動定位防滑釘時
自動化是提高生產效率的重要策略之一。在由德國聯邦經濟事務和能源部資助的「Impulse」項目和「Tempo」（「CFRP機身部件的高效組裝和生產技術」）子項目中，開發了一種新的定位和鑽孔末端效應器。
這種末端執行器可以自動在CFRP整體框架上預先裝配加固元件（夾板），用於製造飛機機身。傳統的手動生產還需要更多的處理步驟。另外，緊湊的末端執行器也可以由標準工業機器人拾取。這使得生產率提高，質量不變，成本更低。
這些自動化解決方案由德國漢堡空客公司和弗勞恩霍夫製造技術和先進材料研究所共同開發，並已在近系列生產環境中進行了大規模原型驗證。
預組裝CFRP框架
框架是飛機機身中的橫向加強元件。在空中巴士A350中使用CFRP和創新的一體式機身結構可以減輕重量和生產步驟。需要額外的加強元件（夾板）以防止框架向側面彎曲。翼肋（最長可達6米）在幾何上都互不相同，因此，每個翼肋都需要一個特殊的模具模板，以便手動為組件配備公差最大為0.2毫米的防滑釘。這些模板昂貴且使用複雜。此外，手動防滑釘進給和預組裝需要很大的差異。在連接零件上進行大量測量步驟，以實現精確的位置對準也是必不可少的。
相關人員解釋說：「『Tempo』項目給我們帶來了一個挑戰，即以一種既能減少持續時間又能減少過程複雜性的方式自動化過程步驟。「夾板應該被自動撿起並送入框架。為了將框架和夾板鉚接在一起，需要鑽穿兩個部件。我們通過使用我們最新開發的高精度末端執行器為框架配備夾板來實現這一點。此外，在我們位于斯塔德的近系列機身裝配廠中，機身安裝在機身外殼上，沒有任何間隙。」
定位和鑽孔末端執行器，用於CFRP整體框架的自動化，高精度和質量保證的預組裝
研發的定位和鑽孔末端執行器可以完成以下任務：接收不同的防滑釘，將它們定位在不同的整體框架上，同時對兩個部件進行雙重鑽孔。緊湊的末端執行器可以通過所使用的門戶系統以及標準工業機器人來拾取。選擇門戶系統以提高定位精度。整體框架在門架下方的高蹺上拉伸，可以使用多種機械調節選件在空間中定向。末端執行器具有對稱的固定器，通過它可以拾取不同方向的夾板並將其夾在固定器上。使用彈簧阻尼的機械限位器，可以精確到達各個連接位置。當防滑板加固件從上方放置在框架的整體表面上，並且使用內置機制將兩個部件夾緊時，鑽孔過程將從框架的背面進行，以防止CFRP磨損。抽氣系統將產生的鑽屑收拾起來。鑽完零件後，就可以確定防滑釘在框架上的位置。然後可以將防滑板鉚接到框架上。
末端執行器可以通過系統PLC進行控制，並從導入的組件CAD數據中接收其全局位置數據。通過使用雷射跟蹤器的快速上遊測量，可以適應新的組裝情況。創新技術可實現可靠的過程和較高的定位精度。除了按下控制面板上的「開始」按鈕外，其他所有內容都會自動運行。專門開發的用戶友好型操作員界面，帶有易於解釋的圖像，便於輸入，即使經驗不足的員工也可以快速熟悉系統的控制。
通過對防滑釘的拾取裝置進行適當的修改，末端執行器還可以安裝幾何形狀略有不同的防滑釘類型，並將它們精確地定位在不同類型的一體式框架上。自動歸檔的精度為±0.1毫米，因此超出了精度要求200％。
定位和鑽孔末端執行器中集成的測量技術可精確記錄所需的200牛頓的接觸壓力，以及許多其他參數，用於監視將防滑釘預先組裝在整體框架上的最佳條件。這樣可以保證在線質量。
「Tempo」子項目的進一步研發工作
在「 Tempo」子項目中，一個裝有防滑釘的整體框架安裝在機身系列的近系列機身組裝系統中。對整體框架和機身蒙皮之間的關節間隙的測量表明，它們均小於0.3毫米，從而無需額外的間隙填充。
通過適配安裝系統，為框架的預組裝，定位和鑽孔開發的末端執行器還可用於組裝其他行業的組件，例如風力渦輪機，鐵路車輛，商用車輛，汽車或造船
文章來源： CompositesWorld
原標題：《【復材資訊】實現CFRP機身框架的預組裝自動化》