Wanneer ruimtevaarttechnologie kunst ontmoet

Het is geen geheim dat de lucht- en ruimtevaartindustrie duizenden gaten per vliegtuig moet boren. In de afgelopen jaren heeft boren met industriële robots echter bijgedragen aan het verlagen van de productiekosten en het verhogen van de productiviteit, betrouwbaarheid en nauwkeurigheid. Het geheim is hoe je dit niveau van automatisering kunt bereiken met behulp van robots.

Onlangs waren we betrokken bij het toepassen van dezelfde geautomatiseerde boortechnologie om een ​​prachtig kunstwerk te creëren.

Geautomatiseerde robotboringen zijn nu te vinden in artistieke en digitale kunstprojecten. Dit is het geval voor het kunstwerk dat de fabricagestudio van Neoset Designs maakte voor de kunstenaar Robert Longo.

In dit bericht onthullen we enkele van de stappen die zijn gebruikt om een ​​hoog niveau van geautomatiseerd robotboren te bereiken.

Een uniek kunstwerk

Er is een aangepast geautomatiseerd boorsysteem gebouwd om een ​​structuur te creëren met de naam Death Star 2018 , ontworpen door de kunstenaar Robert Longo .

Het kunstwerk is een hangende wereldbol met 40.000 gepolijste koperen kogelhulzen, die de toename van het aantal doden bij massale schietpartijen in de Verenigde Staten in de afgelopen 25 jaar vertegenwoordigen. Ter ondersteuning van inspanningen om wapengeweld te verminderen, wordt 20% van de opbrengst van de verkoop van Death Star II gedoneerd aan Everytown for Gun Safety.

Technologie-uitdaging:nauwkeurig robotboren

Het kunstwerk is vervaardigd door de fabricagestudio van Neoset Designs. Door gebruik te maken van de nieuwste robotboortechnologie konden ze in minder dan 2 weken 40.000 gaten boren binnen een tolerantie van 0,150 mm.

Een gat boren is eenvoudig. Snel en nauwkeurig een gat boren is echter een uitdaging. De grootste uitdaging is om op de juiste plek te boren, de gewenste toleranties aan te houden en ervoor te zorgen dat er geen tijd verloren gaat.

Een robot kan het proces helpen versnellen, omdat het een kosteneffectieve oplossing is. Het is echter algemeen bekend dat robots niet nauwkeurig zijn.

Het systeem omvatte een KUKA Titan-robot, de grootste KUKA-robot die op de markt verkrijgbaar is, een bewerkingsspil en een WEISS-draaitafel. Er werd ook een Creaform C-Track-meetsysteem gebruikt om de gewenste nauwkeurigheidsniveaus te bereiken. RoboDK-software werd gebruikt voor kalibratie en offline programmering. Het was mogelijk om de robot te kalibreren tot onder 0,150 mm, de tolerantie die nodig is om elk van de 40.000 gaten te plaatsen.

Innovatie achter de schermen

Als het op industriële robots aankomt, is geen uitdaging te groot genoeg voor Neoset Designs. Ze stelden het juiste team en de juiste uitrusting samen om dit unieke kunstwerk te bouwen.

Om deze bol met kogels van 1 ton te bouwen moest hij de bol in 2 helften splitsen. Elke halve bol was gemaakt van gegoten staal. Dit is belangrijk voor het robotboorproces omdat het de robotbewerking en het boren stabieler maakt. Voor het boren werd elke halve bol machinaal bewerkt om een ​​nauwkeurig en perfect rond bolvormig oppervlak te hebben.

De binnenstructuur en het I-Beam-armatuur zijn ontworpen door Proptogroup.

Een voormalig NASA-ingenieur hielp het team van Neoset een lijst met punten te maken die de locatie van elke kogel (gat) in de 3D-ruimte beschrijven. Er is een aangepast algoritme gebruikt dat in Matlab is gemaakt om ervoor te zorgen dat de afstand tussen de gaten voor alle kogels gelijk blijft.

Voor dit doel is ook een speciaal gemaakt boorgereedschap ontworpen om trillingen te minimaliseren. Deze tool gedraagt ​​zich als een mini 3-assige CNC gemonteerd op de robotflens.

Ten slotte gebruikte Neoset ook RoboDK-software om de KUKA Titan-robot te kalibreren en adaptieve robotbesturing te implementeren om de 40.000 punten (coördinaten van de gaten) te boren. Een Python-script en de robotdriver maakten realtime robotcompensatie mogelijk in RoboDK. Dit betekent dat de nauwkeurigheid wordt gevalideerd met het meetsysteem voordat de robot de boorcyclus start. Als de nauwkeurigheid niet goed genoeg is, wordt de robotpositie gecorrigeerd met behulp van de C-Track 6D-meting (positie- en oriëntatiecompensatie). Deze compensatie werd toegepast voordat elk gat werd geboord om een ​​nauwkeurigheid te verkrijgen die beter is dan 0,100 mm.

Het is een voorrecht voor mij om direct betrokken te zijn geweest bij het team van Neoset met behulp van RoboDK, Matlab en de Python API om dit unieke boorsysteem te bouwen.