3D量測｜FARO Tech News
Cirrus飛機製造商利用FARO雷射追蹤儀進行機器人校準
馬路科技｜3D量測部門
前言
Cirrus飛機製造商如何使用雷射追蹤儀來驗證機器人的設置，以確保其真正的位置精度，減少所需夾具的數量和複雜性，並將工具成本降低60%。
“雖然機器人校準是一個獨特的應用，但Cirrus也利用追踪儀滿足其他大型量測的需求，如裝配和粘接夾具設置、部件檢查，甚至整架飛機的檢查。FARO雷射追蹤儀已經成為Cirrus飛機製造商成功的寶貴工具，無論是現在還是將來”。
該公司在這個領域已經投入超過25年心血，Cirrus這個品牌可說是航空市場中性能、安全、舒適和創新的代名詞。自1984年以來，Cirrus飛機製造商（www.cirrusaircraft.com）致力於透過安全、創新和改善整體飛行體驗，推動航空業的發展。
Cirrus生產世界上最暢銷的兩款活塞發動機：Cirrus SR 22和SR22T，在設計、品質和工程方面具有其他競爭品牌無發相比的表現。Cirrus使用電腦分析和建模採用了同業最佳做法。
這種方法是透過解材料和部件的結構特點，然後建立一個數位模型，建立的過程是預測複合材料結構的特性，使用分析，然後用電腦模型驗證收集的數據。這個過程雖然十分昂貴，但Cirrus對品質和安全的承諾卻得以落實於產品上。
這種分析方法在Cirrus Vision SF50發動機開發中繼續進行，這是一種單引擎、低翼的個人噴射機。 Vision SF50旨在填補活塞飛機和輕型商務噴氣機之間的一個重要空白。和每架Cirrus飛機一樣，Vision也將採用Cirrus機身降落傘系統（CAPS），在發生緊急情況時可將整個飛機安全地降到地面。
挑戰
為了減少新一代Vision SF50 Jet對切削工具的需求，Cirrus砸下重金將一個6軸製造機器人轉換為數控銑床。該機器人是KUKA KR-100 HA L80（高精度機種），使用視覺相機定位並對準零件，然後鑽出任何所需的孔，並修剪掉多餘的材料，以確定最終的零件形狀。
KUKA的工作半徑為9英尺，安裝在一個40英尺的線性軸軌道上，長度剛好可以容納38英尺長的零件。長度足以滿足SF50 Vision的38英尺長的機翼。機身艙結構是5.1英尺寬，4.1英尺高，30.9英尺長。即使是小的零件-到6英寸×4英寸×2英寸的零件，也可以由機器人切割，同時由真空工作台固定。然而，較大的零件則需要使用專用的固定裝置。
Cirrus需要一個解決方案，來驗證機器人的設置，並確保其真正的位置精度。他們正在尋求能夠即時驗證切削路徑和鑽孔精度的技術，而不需要通過試驗和錯誤對物理零件產生潛在的缺陷。因為精度是首要任務。
解決方案
Cirrus在許多項目中使用整合雷射與實體探針的12英尺FaroArm和橋式固定CMM設備。然而先前我們提及機器人所需之工作尺寸和精度的要求，這兩者都不能為KUKA機器人提供理想的解決方案。
為了滿足機器人修整和鑽孔的量測需要，Cirrus將FARO雷射追蹤儀納入其評估項目。雷射追蹤儀具有較大的工作體積（達直徑230英尺）和自動SMR（球面安裝的反射器）追踪功能，使其成為繪製機器人工作路徑的理想工具。
大的工作體積減輕了跨越（移動設備位置）較小體積的測量臂的需要，雖然這可能會導致整體精度在幾次反復後迅速降低。但事實證明，透過FARO LaserTracker測量機器人單元中的任何一點都在容許標準範圍內，對該過程至關重要。
在設置和測繪期間，追踪儀在機器人單元中正常運作了8週。使用FARO的SDK（軟體開發人員工具包），Cirrus能夠讓機器人程序告訴Tracker已經就位，並命令Tracker進行測量。然後將真實位置與標稱位置進行比較，並生成一個補償表。
接著根據該補償表，進行位置調整，將機器人移至正確位置。在成功的設置和測繪過程之後，在切割第一個零件之前，就可以實現精確的孔位和切削輪廓。目前，Tracker每週被用來檢測飛機子組件和硬工具數次。大的工作體積、卓越的精度，和多功能性使雷射追蹤儀成為Cirrus製造大型部件的唯一首選。
FARO雷射追蹤儀使Cirrus能夠在操縱機器人的同時進行即時測量，而不是在測量之前切削零件或鑽孔，並根據數據進行調整。追踪儀還使Cirrus傳統的CMM集中在現有的生產零件上。
結果
Cirrus飛機製造商使用FARO雷射追蹤儀，將修整和鑽孔夾具的數量和復雜度降到最低，節省了60%的工具成本。這個結果是因為機器人系統快速適應設計變化的靈活性，使整個SF50 Vision項目縮短了FAA認證所需時間，以及整體開發成本。
這表示，FARO雷射追蹤儀Vantage是Cirrus尋求的全面解決方案，是機器人校準、設計加工、製造、驗證和調整的理想工具。
“雖然機器人校準是一個獨特的應用，但Cirrus也利用Tracker滿足其他大規模的需求，如裝配和粘接夾具設置、部件檢查，甚至整個飛機檢查，” 計量工程師Tom Collard說。 “FARO雷射追蹤儀已經是Cirrus飛機公司的一個重要工具。 無論是現在還是將來，FARO雷射追蹤儀將持續扮演公司邁向成功的重要的角色”。
作者資訊
