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    應用

    看艾利特協作機器人如何沉浸式檢測飛機「皮膚」?

    2025China.cn   2022年05月13日

    背 景

      現如今,飛機已經成為我們工作生活中不可或缺的交通工具,但是時而發生的飛行事故卻極大地威脅著人們的生命和財產安全。飛機事故發生的原因除了正常飛行帶來的疲勞損傷還有外在因素導致的結構腐蝕,而飛機蒙皮受損則是引發一系列結構損傷的誘因。飛機蒙皮是構成飛機氣動外形的關鍵零件,也是飛機機身結構中的重要承力構件。隨著國內外航空技術的不斷發展,為了提高飛機的氣動性能,蒙皮零件的制造具有嚴格的外形尺寸精度要求,外形檢測成為蒙皮零件加工過程中不可缺少的環節。

      目前,對于飛機蒙皮的表面檢測還停留在以人工目視檢查為主,對重點、可疑部位利用無損檢測(如熱像、渦流檢測儀等)設備進行定檢為輔的階段。而目視檢測很少有標準的檢查程序,檢查員通常是從工作了10到15年、能夠發現細微問題的工作人員中選拔出來的,使用的工具主要包括放大鏡、手電筒、內窺鏡、顯微鏡等。人工檢查存在勞動強度大、檢測周期長、漏檢率高等問題,而無損檢測成本高、檢測范圍小、實時性低,難以實現大目標的高精度實時檢測。艾利特機器人聯合南京昊視未來智慧科技有限公司共同打造了針對飛機蒙皮表面檢測的質量缺陷檢測機器人,助力飛機表面檢測走向智能化、數字化。

    痛 點

      飛機蒙皮通常是具有自由曲面外形的薄壁鈑金件,其尺寸大(最長約6米)、外形復雜不規則、變截面(最寬處約1.8米、厚約4毫米)、過渡處圓弧曲率大。要實現飛機蒙皮表面檢測,需要將外部大型機械運動結構與艾利特協作機器人相結合,并在機器人本體上結合機器視覺系統在運動中采集圖像并運用數據分析算法,保證測量精度的前提下進行檢測。

      多個設備,功能不同各司其職,看起來十分簡單,但真正結合起來卻也存在著諸多難點:

      外部大型機械運動結構為基礎帶動所有設備進行檢測時,其運動過程必然會產生抖動,那么如何來降低抖動帶來的不確定性。

      該項目有著多設備集成性,其對硬件的要求也十分嚴格,需要每個設備都需要滿足統一的通信要求和可編程要求。

      設備的安全性也是客戶所看重的一環,客戶要求設備要保證在工作環境中,能夠及時規避碰撞風險,減少不必要的損失。

    解決方案

      不難發現,整個飛機蒙皮表面檢測項目十分考驗機器人本體的功能,集成商南京昊視未來智慧科技有限公司選擇與實際落地應用場景更多的艾利特機器人合作,共同打造檢測系統。最終,項目方案使用了:大型機械運動結構結合艾利特EC66協作機器人,并在協作機器人本體上集成視覺模組來做表面檢測,而考慮到飛機蒙布的表面的復雜性,為了更好的檢測出缺陷,視覺模組中涵蓋了:3D工業相機、2D工業相機以及索尼相機,3種圖像采集設備相結合并且搭載AI視覺算法進行圖像缺陷檢測。

      而且,面對上述的難點,也一一得到了解決:

      針對檢測結果的精確度和完整性,艾利特從設備和算法兩個層面進行了擇優和改進——設備的擇優篩選和數據處理算法的改進。并且對高精密度的量塊進行了測試,測試結果顯示裝置的測量精密度達到0.01mm級別,達到了客戶對于檢測精度的要求。

      針對設備集成性和自動化需求,艾利特協作機器人可提供了更加方便的可編程接口,只需要在上位機終端通過Socket通訊向控制器控制端口發送指定格式的json字符串就可以實現機器人的相關功能。并且能夠支持遠程模式下實現機器人的上電、清除報警、同步、運動等連續操作。

      針對安全性問題,艾利特協作機器人能夠提供了傳統工業機器人不具備的碰撞停止功能。另外,機械臂頭部擴展出的I/O插頭提供了一個隱性的傳感器接口,支持進一步的集成工作。

      本次飛機蒙皮表面檢測項目的成功,讓南京昊視未來對艾利特協作機器人充滿信心,“每次與艾利特合作都會發現更多驚喜,而每次的驚喜都將轉化為下一次更緊密的合作”南京昊視未來董事長吉總如是說。

    (來源:艾利特機器人)

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