与当今许多制造业不同，航空航天工业倾向于偏离自动化。尽管在航空航天工厂的地板上通常会找到自动化机械，但是由于生产量低和制造这种专用零件的微妙特性，机械臂很少见。

这家航空零件供应商与位于安大略省滑铁卢的集成商SYSTEMATIX合作，设计了一个用于安装螺母板的单元，该螺母板是一种具有200多种变化形式的不规则部件，可将飞机的外壳固定在机架上。尽管此复杂的应用程序不一定像自动化的理想选择，但高性能的Kawasaki机器人和3D视觉产品缩短了周期时间，提高了产品一致性，并减少了人力，从而提高了整体效率。 挑战性

单调且耗时的流程导致员工保留率低
需要深入的员工认证和培训
产品质量经常不一致
艰难而乏味的应用

选择螺母板安装过程进行自动化有多种原因。为了满足零件的严格质量要求，所有员工都必须对其生产的每个零件进行深入的培训和认证，并实时记录其工作。螺母板安装过程的单调性也给制造商带来了保留问题，制造商一直在努力培训和配备足够的工人以跟上生产目标。

质量控制

由于螺母板在飞机的结构中起着不可或缺的作用，因此螺母板铆钉的高度必须**。在自动化之前，由于铆钉高度不一致，操作人员必须将铆钉剃刮至所需的确切高度。人为失误使公司浪费了时间，并由于增加了流程要求而产生了更多浪费。

解

供应商与集成商SYSTEMATIX合作创建了独一无二的机器人单元
安装了三种不同的川崎R系列机器人型号-RS005N，RS010N和RS080N
Matrox成像软件和LMI定位器可正确识别225种零件类型
每个39秒的安装过程开始于操作员将225种可能的零件中的一个装到推车上，然后将零件号输入到人机界面（HMI）中，该界面将作业号传递给机械臂并传递给机器人。可编程逻辑控制器（PLC）。**个机器人Kawasaki RS080N在一个公共框架上配备了三个臂端工具和一个扫描仪，因此无需更换工具。RS080N通过使用3D视觉扫描三个独特的零件特征来确定零件位置。使用收集到的数据，机器人会相应地重新调整其头部，以确保零件在正确的平面上对齐。

对准零件后，RS080N机械手的钻头臂端工具（EOAT）抓住该零件，然后钻出和埋头两个铆钉孔以安装螺母板。然后，RS080N释放该功能并旋转臂，以从铆钉滑动工具中从四个可能的长度中以两个特定螺距之一检索正确的铆钉。

当RS080N检索铆钉时，RS010L机械手拿起一个螺母板，并使用视觉摄像头确认它是28种可能类型中的正确螺母板。然后，机器人将铆钉放在螺母板定位工具上。摄像头在将螺母板放在工具上之前进行视力检查，以确保可以清楚地接收到新的螺母板。

然后，机器人将螺母板放置在转盘上，以便RS005N机器人可以施加密封剂，这是客户的要求，以通过密封螺母板和铆钉的组合来确保耐腐蚀性。RS005N机器人在此过程中进行了两次视力检查：一项是在密封剂涂覆之前检查螺母板的正确位置，另一种是在涂覆密封剂之后确保密封剂正确涂覆。

转盘从此处旋转，因此RS010L可以拿起完整的工具包，其中包括螺母板和螺母板定位工具。RS010L机械手将扫描与先前由RS080N扫描的零件相同的三个零件，以确保正确的平面对齐以进行安装，然后将零件抓住已定义的零件。当RS010L机械手将零件固定到位时，RS080N机械手进入该区域，两个头结婚-RS080N机械手的铆钉真空头将铆钉放置在RS010L机械手的头内部，该铆钉将铆钉安装到零件中。

一旦安装了铆钉，RS080N就会向后拉，并且机器人头会分开。RS010L安全地释放零件并旋转以卸下脏的工具，而RS080N则将EOAT旋转到正确的位置以压接铆钉，从而完成了整个过程。

传统上，该应用程序将被拆分为多个单元。然而，由于预算限制和有限的占地面积，整个组装过程被浓缩为一个单元。*初，这似乎是不可取的，但是这种电解槽的紧凑设计可以生产出完整的螺母板，而没有在制品工位，这*终会减慢生产速度。

集成商支持

由于在航空航天制造中很少使用机器人技术，因此供应商与集成商SYSTEMATIX合作。他们帮助设计了一种适应性强的长期解决方案，该解决方案可以满足周期时间要求，同时在多种配置中识别出不规则的零件类型。为了解决这个多方面的项目，SYSTEMATIX的视觉专家使用了一个复杂的弯曲零件来开发和测试用于定位多个安装点的机器人序列。然后，增加了钻孔和铆接工具。

视觉，精度和速度

在整个复杂过程中，您可能会注意到一个共同的主题：3D视觉的重要性。Matrox成像软件和LMI定位器在该应用中起着至关重要的作用，它要求机器人正确识别225种零件样式，28种可能的螺母板配置，所有这些零件都可以两个不同的螺距安装。供应商选择川崎机器人是因为其开放的体系结构和处理更高级流程的能力。

PJ说：“我几乎接触过那里的每个机械手臂。我喜欢川崎的原因之一是易于使用程序，尤其是AS语言。” “这是我们使用川崎的动力之一。”

该应用程序的许多独特方面之一是机器人之间的紧密协作程度。RS080N和RS010L机器人的头部必须连接而不会发生碰撞-如果没有高度可重复且可靠的机器人，则无法进行此操作。川崎的R系列通用机器人符合这一标准，随着有效载荷的增加（3千克至80千克），重复性在±0.02毫米至±0.06毫米之间。

“武器非常坚固；他们不会流浪，”项目负责人PJ说。“手臂必须进行一些非常**的定位，而我们对此没有一个单一的问题。他们非常**。”

在开发该系统时，SYSTEMATIX利用Kawasaki的硬件和软件安全选项Cubic-S来确保安装铆钉时机器人头部不会发生碰撞。集成商使用该软件为机器人创建了要避开的区域，以防止机器人围栏或其他设备坠毁。

这些机器人的高速功能还帮助供应商提高了吞吐量。轻巧的手臂以及高输出，高转速的电动机提供了行业**的加速和高速运行。加速度会自动调整以适应有效负载和机器人姿势，以提供*佳性能和*短的循环时间。

结果

循环时间减少26秒
达到97％的一致性
操作员数量从3减少至1
单元创建完全完成的零件-无需在制品工位
自安装以来，供应商亲身体验了自动化的好处。大大缩短了生产周期，提高了产品的一致性，减少了人力，从而帮助他们降低了成本，并提高了从一开始就设定的生产目标。

自动化还通过消除Alodining简化了螺母板的组装过程。当铆钉用手剃光，运营商不得不应用阿洛丁®，化学膜，其防止铝腐蚀，以保护零件。现在，供应商不再需要花时间去申请材料，并阿洛丁量®他们必须购买减少。

但是当被问到他们看到*大的改进时，PJ毫不犹豫地提到了一致性。在生产仅一年后，该电池实际上消除了零件不一致的情况。他们已达到97％的一致性–通过节省成本和时间来极大地影响其利润的统计数据。

PJ说：“现在，我们通过（机器人单元）增加了生产时间……现在每天24小时运转，我们依靠它来获取所需的生产数量。” “现实是我们依赖于机器人单元，这是该过程的主要部分。”