背景

現(xiàn)如今，飛機(jī)已經(jīng)成為我們工作生活中不可或缺的交通工具，但是時(shí)而發(fā)生的飛行事故卻極大地威脅著人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全。飛機(jī)事故發(fā)生的原因除了正常飛行帶來的疲勞損傷還有外在因素導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)腐蝕，而飛機(jī)蒙皮受損則是引發(fā)一系列結(jié)構(gòu)損傷的誘因。飛機(jī)蒙皮是構(gòu)成飛機(jī)氣動(dòng)外形的關(guān)鍵零件，也是飛機(jī)機(jī)身結(jié)構(gòu)中的重要承力構(gòu)件。隨著國內(nèi)外航空技術(shù)的不斷發(fā)展，為了提高飛機(jī)的氣動(dòng)性能，蒙皮零件的制造具有嚴(yán)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(huán)節(jié)。

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目前，對(duì)于飛機(jī)蒙皮的表面檢測還停留在以人工目視檢查為主，對(duì)重點(diǎn)、可疑部位利用無損檢測(如熱像、渦流檢測儀等)設(shè)備進(jìn)行定檢為輔的階段。而目視檢測很少有標(biāo)準(zhǔn)的檢查程序，檢查員通常是從工作了10到15年、能夠發(fā)現(xiàn)細(xì)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(nèi)窺鏡、顯微鏡等。人工檢查存在勞動(dòng)強(qiáng)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(shí)時(shí)性低，難以實(shí)現(xiàn)大目標(biāo)的高精度實(shí)時(shí)檢測。艾利特機(jī)器人聯(lián)合南京昊視未來智慧科技有限公司共同打造了針對(duì)飛機(jī)蒙皮表面檢測的質(zhì)量缺陷檢測機(jī)器人，助力飛機(jī)表面檢測作業(yè)走向智能化、數(shù)字化。

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難點(diǎn)

飛機(jī)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(fù)雜不規(guī)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(shí)現(xiàn)飛機(jī)蒙皮表面檢測，需要將外部大型機(jī)械運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)與艾利特協(xié)作機(jī)器人相結(jié)合，并在機(jī)器人本體上結(jié)合機(jī)器視覺系統(tǒng)在運(yùn)動(dòng)中采集圖像并運(yùn)用數(shù)據(jù)分析算法，保證測量精度的前提下進(jìn)行檢測。多個(gè)設(shè)備，功能不同各司其職，看起來十分簡單，但真正結(jié)合起來卻也存在著諸多難點(diǎn)：

1.外部大型機(jī)械運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)帶動(dòng)所有設(shè)備進(jìn)行檢測時(shí)，其運(yùn)動(dòng)過程必然會(huì)產(chǎn)生抖動(dòng)，那么如何來降低抖動(dòng)帶來的不確定性。

2.該項(xiàng)目有著多設(shè)備集成性，其對(duì)硬件的要求也十分嚴(yán)格，需要每個(gè)設(shè)備都需要滿足統(tǒng)一的通信要求和可編程要求。

3.設(shè)備的安全性也是客戶所看重的一環(huán)，客戶要求設(shè)備要保證在工作環(huán)境中，能夠及時(shí)規(guī)避碰撞風(fēng)險(xiǎn)，減少不必要的損失。

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解決方案

不難發(fā)現(xiàn)，整個(gè)飛機(jī)蒙皮表面檢測項(xiàng)目十分考驗(yàn)機(jī)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(shí)際落地應(yīng)用場景更多的艾利特機(jī)器人合作，共同打造檢測系統(tǒng)。最終，項(xiàng)目方案使用了：大型機(jī)械運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)結(jié)合艾利特EC66協(xié)作機(jī)器人，并在協(xié)作機(jī)器人本體上集成視覺模組來做表面檢測，而考慮到飛機(jī)蒙布的表面的復(fù)雜性，為了更好的檢測出缺陷，視覺模組中涵蓋了：3D工業(yè)相機(jī)、2D工業(yè)相機(jī)以及索尼相機(jī)，3種圖像采集設(shè)備相結(jié)合并且搭載AI視覺算法進(jìn)行圖像缺陷檢測。

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方案優(yōu)勢

1.針對(duì)檢測結(jié)果的精確度和完整性，艾利特從設(shè)備和算法兩個(gè)層面進(jìn)行了擇優(yōu)和改進(jìn)——設(shè)備的擇優(yōu)篩選和數(shù)據(jù)處理算法的改進(jìn)。并且對(duì)高精密度的量塊進(jìn)行了測試，測試結(jié)果顯示裝置的測量精密度達(dá)到0.01mm級(jí)別，達(dá)到了客戶對(duì)于檢測精度的要求。

2.針對(duì)設(shè)備集成性和自動(dòng)化需求，艾利特協(xié)作機(jī)器人可提供了更加方便的可編程接口，只需要在上位機(jī)終端通過Socket通訊向控制器控制端口發(fā)送指定格式的json字符串就可以實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的相關(guān)功能。并且能夠支持遠(yuǎn)程模式下實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的上電、清除報(bào)警、同步、運(yùn)動(dòng)等連續(xù)操作。

3.針對(duì)安全性問題，艾利特協(xié)作機(jī)器人能夠提供了傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人不具備的碰撞停止功能。另外，機(jī)械臂頭部擴(kuò)展出的I/O插頭提供了一個(gè)隱性的傳感器接口，支持進(jìn)一步的集成工作。