Wenn Luft- und Raumfahrttechnik auf Kunst trifft

Es ist kein Geheimnis, dass die Luft- und Raumfahrtindustrie Tausende von Löchern pro Flugzeug bohren muss. In den letzten Jahren hat das Bohren mit Industrierobotern jedoch dazu beigetragen, die Herstellungskosten zu senken und die Produktivität, Zuverlässigkeit und Genauigkeit zu steigern. Das Geheimnis liegt darin, diesen Automatisierungsgrad mithilfe von Robotern zu erreichen.

Kürzlich waren wir an der Anwendung derselben automatisierten Bohrtechnologie beteiligt, um ein atemberaubendes Kunstwerk zu schaffen.

Automatisiertes Roboterbohren ist jetzt in künstlerischen und digitalen Kunstprojekten zu finden. Dies ist der Fall bei dem Kunstwerk, das das Fertigungsstudio von Neoset Designs für den Künstler Robert Longo angefertigt hat.

In diesem Beitrag zeigen wir einige der Schritte auf, die verwendet werden, um ein hohes Maß an automatisiertem Roboterbohren zu erreichen.

Ein einzigartiges Kunstwerk

Ein kundenspezifisches automatisiertes Bohrsystem wurde gebaut, um eine Struktur namens Todesstern 2018 zu schaffen , entworfen vom Künstler Robert Longo .

Das Kunstwerk ist ein aufgehängter Globus mit 40.000 polierten Kupferkugelhüllen, die die Zunahme der Todesfälle bei Massenerschießungen in den Vereinigten Staaten während der letzten 25 Jahre darstellen. Um die Bemühungen zur Reduzierung der Waffengewalt zu unterstützen, werden 20 % der Erlöse aus dem Verkauf von Death Star II an Everytown for Gun Safety gespendet.

Technologische Herausforderung:Genaues Roboterbohren

Das Artwork wurde vom Fertigungsstudio von Neoset Designs hergestellt. Durch den Einsatz der neuesten Roboterbohrtechnologie konnten sie in weniger als 2 Wochen 40.000 Löcher mit einer Toleranz von 0,150 mm bohren.

Ein Loch zu bohren ist einfach. Ein Loch schnell und genau zu bohren ist jedoch eine Herausforderung. Die größte Herausforderung besteht darin, an der richtigen Stelle zu bohren, die gewünschten Toleranzen einzuhalten und sicherzustellen, dass keine Zeit verschwendet wird.

Ein Roboter kann helfen, den Prozess zu beschleunigen, da er eine kostengünstige Lösung darstellt. Es ist jedoch bekannt, dass Roboter nicht genau sind.

Das System umfasste einen KUKA Titan-Roboter, den größten auf dem Markt erhältlichen KUKA-Roboter, eine Bearbeitungsspindel und einen WEISS-Drehtisch. Ein Creaform C-Track-Messsystem wurde ebenfalls verwendet, um die gewünschte Genauigkeit zu erreichen. Die RoboDK-Software wurde für die Kalibrierung und Offline-Programmierung verwendet. Es war möglich, den Roboter auf unter 0,150 mm zu kalibrieren, die Toleranz, die erforderlich ist, um jedes der 40.000 Löcher zu platzieren.

Innovation hinter den Kulissen

Wenn es um Industrieroboter geht, ist Neoset Designs keine Herausforderung zu groß genug. Sie haben das richtige Team und die richtige Ausrüstung zusammengestellt, um dieses einzigartige Kunstwerk zu bauen.

Um diese 1-Tonnen-Kugel aus Kugeln zu bauen, musste er die Kugel in zwei Hälften teilen. Jede Halbkugel wurde aus Stahlguss hergestellt. Dies ist wichtig für den Roboterbohrprozess, da es die Roboterbearbeitung und das Bohren stabiler macht. Vor dem Bohren wurde jede Halbkugel bearbeitet, um eine genaue und perfekt runde Kugeloberfläche zu haben.

Die Innenstruktur und die I-Beam-Armatur wurden von Proptogroup entwickelt.

Ein ehemaliger NASA-Ingenieur half dem Neoset-Team bei der Erstellung einer Liste von Punkten, die die Position jeder Kugel (jedes Lochs) im 3D-Raum beschreiben. Ein in Matlab erstellter benutzerdefinierter Algorithmus wurde verwendet, um sicherzustellen, dass der Abstand zwischen den Löchern für alle Kugeln gleich bleibt.

Zu diesem Zweck wurde auch ein speziell angefertigtes Bohrwerkzeug entwickelt, um Vibrationen zu minimieren. Dieses Werkzeug verhält sich wie eine Mini-3-Achsen-CNC, die am Roboterflansch montiert ist.

Schließlich verwendete Neoset auch die RoboDK-Software, um den KUKA Titan-Roboter zu kalibrieren und eine adaptive Robotersteuerung zu implementieren, um die 40.000 Punkte (Koordinaten der Löcher) zu bohren. Ein Python-Skript und der Robotertreiber ermöglichten in RoboDK eine Roboterkompensation in Echtzeit. Das bedeutet, dass die Genauigkeit mit dem Messsystem validiert wird, bevor der Roboter den Bohrzyklus startet. Wenn die Genauigkeit nicht gut genug ist, wird die Roboterposition mithilfe der C-Track 6D-Messung (Positions- und Orientierungskompensation) korrigiert. Diese Kompensation wurde vor dem Bohren jedes Lochs angewendet, um eine Genauigkeit von besser als 0,100 mm zu erreichen.

Es ist ein Privileg für mich, mit RoboDK, Matlab und der Python-API direkt in das Team von Neoset involviert gewesen zu sein, um dieses einzigartige Bohrsystem zu entwickeln.