一家西班牙制造商正在使用配备了伊格斯电缆导轨的工业机器人,用于在世界上使用最广泛的飞机之一上快速高效地铆接飞机机身。
洛欣(ARITEX GROUP)依赖德国运动塑料制造商伊格斯(igus)生产的高性能塑料电缆导轨。该导轨用于空客A320飞机的组装。空中客车公司正在使用Loxin公司开发的自动化装置来增加20%的产量,以满足需求。空客公司已售出约6000架飞机,另有8000架订单。伊格斯在罗德岛州普罗维登斯经营其北美业务
铆钉是将飞机机身部件固定在一起的不显眼的紧固件。此前,工人们要花数周时间将铆钉固定在重达数吨的金属机身上。
很长一段时间以来,机器人缺乏处理工作的复杂性。他们需要的不仅仅是灵活性来达到机身的每一个点。LOXIN机器人必须掌握几个工作步骤,包括钻孔、铣削和铆接,所有这些都要以0.2毫米的精度进行。
机身由LOXIN公司的6轴机器人铆接在一起
LOXIN 2002成功实现铆接过程自动化。多轴机器人在上升机身的左右两侧工作。机器人被安装在平台上,平台可以被线性单元提升到几米高——类似于叉车(图1)。到达合适的高度,重达数吨的机器人通过六个轴以毫米精度移动到操作点。它在金属上钻一个洞,磨出一个凹槽来装铆钉头,吸掉灰尘,涂上密封剂,然后固定铆钉。
根据机身的不同部分,机器人必须在钻孔、铣削和铆接过程中不断改变角度和直径。但是这种灵活的多任务处理并不是LOXIN在开发过程中必须克服的唯一障碍。
挑战:电缆必须承受复杂的运动
六个轴用于移动头部到机身的任何部分。能源供应同样复杂。机器人末端执行器上的工具连接着大量的能源、气动和数据电缆。而且,即使在高速飞行的情况下,这些缆绳也必须完全跟随机械臂的扭曲运动,不能互相摩擦,也不能碰触到机身的敏感表面。否则,由于电缆断裂和飞机损坏,可能会出现长时间的停机。
为了寻找可靠的能源供应系统,LOXIN比较了几家制造商的系统。LOXIN的首席工程师Unai Martínez说:“很长一段时间,我们都找不到一个可靠的解决方案。”“电缆的数量和重量都是个问题。”LOXIN曾试验过波纹管。由于摩擦的快速磨损,它们很容易破碎。在日常的工作过程中,材料失效意味着要更换整个管道,包括去掉顶部的电缆。最坏的情况可能会导致政府停摆数天。
解决方案:3D电缆导轨确保移动自由
LOXIN终于在德国和伊格斯一起找到了它要找的东西。该系列产品包括三件套系列。它们是由耐磨高性能塑料制成的软管状保护笼,可以跟随工业机器人最狂野的三维运动。在内部,数据电缆、气动电缆和能源供应电缆固定牢固,防止磨损。“电缆受到保护,免受因拉伸载荷、扭转和膨胀而产生的机械应力。当机器人的头部处于最大位置时,这种保护就显得尤为重要。”Martínez说。
为了保证安装在机械臂左右两侧的三轴能量链运动时尽量靠近机械臂,不撞击飞机,LOXIN使用了三轴RSE缩回系统(图2)。如果机械臂运动后回到原来的位置,机械系统就缩回能量链。圆形支架安装在臂上,确保安全引导。机械臂具有充分的运动自由,链条的各个部分不会相互摩擦或形成环。
“伊格斯能量链也有一个更好的摩擦行为比波纹管,不会打破和造成停止,”Martínez说。如果一个链环达到了它的使用寿命,它可以在几个简单的步骤更换。通过将三联链与三联RSE缩回系统结合使用,LOXIN还能够实现更好的机器人机动性,现在可以更容易地简化它们在机身周围的工作步骤,节省宝贵的组装时间。
能量链允许540°圆周运动
另一种来自科隆的产品被用于机器人手臂。扭链是一种能量链,用于保护从机器人手臂底部到第一轴的电缆(图3)。扭链在导向槽中运动。如果机械臂转动,链条就会折叠起来,因为链条的上一圈放在下一圈上。该链条允许以高达1米/秒的速度旋转540°。因为它也是由高性能塑料组成的,所以它是耐磨的。在igus测试实验室的测试已经证明,能源链的使用寿命超过100万次循环。
马丁内斯说:“我们对解决方案非常满意,因为我们的工厂现在有更少的停机时间。”
LOXIN因其具有挑战性的能源供应解决方案而获得2018年矢量奖。该奖项由伊格斯组织,每两年举办一次,获奖者由一个独立的陪审团选出。
易格斯
igus.com
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