Clean Sky 2 ITD-Airframe的PASSARO项目与空中客车防务与空间(ADS)合作,将其作为ITD AIR的目标和贡献之一,研究和开发协同机器人复合材料制造方法的概念。该项目的活动由OPTIMAL领导,其主要目标是开发一种实用且具有成本效益的自动化解决方案,以使用合格的材料取代传统的手工铺设。

用于PASSARO项目的复合材料制造的协作机器人-复合材料网

用于PASSARO项目的复合材料制造的协作机器人

传统上,复合预浸组件制造本质上是手工制作的活动,但正在采取步骤实现其自动化。在过去十年中,已经出现了几种相对简单的几何零件的自动铺设解决方案。这些解决方案通常非常昂贵,并且通常要求工厂从头开始设计以进行安装。作为替代方案,协作机器人可以集成到现有的制造工作流程中,以便为某些任务带来自动化并提高生产率。可以集成该解决方案,而不会彻底改变周围环境。工业机器人快速,坚固且具有良好的准确性和可重复性,但它们的开发目的仅在于最终结果的优化。

必须使用特殊环境,通常采用具有专用安全系统的隔离单元形式。协作机器人(CoBot)智能地跳过这些要求。与以前相比,它们更慢,更不准确,处理更小的有效载荷,但具有自动化简单任务所需的功能,特别是与人类一起使用,成本相当低。这些机器人具有负载传感器,可检测最小的冲击并安全停止。OPTIMAL在开发这些技术时的目标是改善其自身和其他公司提供更好产品,更可重复,大批量和低价格的能力。

在PASSARO的工作包10中,使用协同机器人开发了三个主要步骤:直接从自动层板切割机进行层板拾取和分类; 使用专用电池剥离层; 在工具中定位和堆叠。为了实现这些活动,开发了一种单元,该单元从层板切割器接收预浸料层并自动剥离并将它们堆叠在模具上。

定位和堆叠任务由机器人手臂完成,它们通过使用特殊的吸盘进行预浸料处理来实现。剥皮机是一种更复杂的机器,它使用压缩空气剥离预浸料。这些材料由两种涂料保护,通常是一种塑料和一种纸,或简单地用两种塑料。剥离概念基于以下事实:当施加相同的刺激时,不同的材料倾向于以不同的频率振动。不同的振动频率有助于在预浸料坯和覆盖层之间产生气穴。板式谐振器调节不同材料的振动幅度。对于特定材料,该原型可以实现接近100%的成功剥离率,并且在模具平面的两个自由度的每一个中,堆叠精度为±0.5 mm,

该系统采用的模块化方法使其不依赖于层的尺寸。通过调整剥离器开口范围,添加更多平行剥离模块和长度来覆盖宽度。与操作员相比,该技术可显着提高工艺精度,可重复性,特别是循环时间,减少高达70%。