【艾利特】案例 | 看协作机器人如何沉浸式检测飞机「皮肤」？

1       背 景

现如今，飞机已经成为我们工作生活中不可或缺的交通工具,但是时而发生的飞行事故却极大地威胁着人们的生命和财产安全。飞机事故发生的原因除了正常飞行带来的疲劳损伤还有外在因素导致的结构腐蚀，而飞机蒙皮受损则是引发一系列结构损伤的诱因。飞机蒙皮是构成飞机气动外形的关键零件，也是飞机机身结构中的重要承力构件。随着国内外航空技术的不断发展，为了提高飞机的气动性能，蒙皮零件的制造具有严格的外形尺寸精度要求，外形检测成为蒙皮零件加工过程中不可缺少的环节。

目前，对于飞机蒙皮的表面检测还停留在以人工目视检查为主，对重点、可疑部位利用无损检测（如热像、涡流检测仪等）设备进行定检为辅的阶段。而目视检测很少有标准的检查程序，检查员通常是从工作了10到15年、能够发现细微问题的工作人员中选拔出来的，使用的工具主要包括放大镜、手电筒、内窥镜、显微镜等。人工检查存在劳动强度大、检测周期长、漏检率高等问题，而无损检测成本高、检测范围小、实时性低，难以实现大目标的高精度实时检测。艾利特机器人联合南京昊视未来智慧科技有限公司共同打造了针对飞机蒙皮表面检测的质量缺陷检测机器人，助力飞机表面检测走向智能化、数字化。

2        痛 点

飞机蒙皮通常是具有自由曲面外形的薄壁钣金件，其尺寸大(最长约6米)、外形复杂不规则、变截面(最宽处约1.8米、厚约4毫米)、过渡处圆弧曲率大。要实现飞机蒙皮表面检测，需要将外部大型机械运动结构与艾利特协作机器人相结合，并在机器人本体上结合机器视觉系统在运动中采集图像并运用数据分析算法，保证测量精度的前提下进行检测。

多个设备，功能不同各司其职，看起来十分简单，但真正结合起来却也存在着诸多难点：

1    外部大型机械运动结构为基础带动所有设备进行检测时，其运动过程必然会产生抖动，那么如何来降低抖动带来的不确定性。

2    该项目有着多设备集成性，其对硬件的要求也十分严格，需要每个设备都需要满足统一的通信要求和可编程要求。

3    设备的安全性也是客户所看重的一环，客户要求设备要保证在工作环境中，能够及时规避碰撞风险，减少不必要的损失。

3       解决方案

不难发现，整个飞机蒙皮表面检测项目十分考验机器人本体的功能，集成商南京昊视未来智慧科技有限公司选择与实际落地应用场景更多的艾利特机器人合作，共同打造检测系统。最终，项目方案使用了：大型机械运动结构结合艾利特EC66协作机器人，并在协作机器人本体上集成视觉模组来做表面检测，而考虑到飞机蒙布的表面的复杂性，为了更好的检测出缺陷，视觉模组中涵盖了：3D工业相机、2D工业相机以及索尼相机，3种图像采集设备相结合并且搭载AI视觉算法进行图像缺陷检测。

而且，面对上述的难点，也一一得到了解决：

1   针对检测结果的精确度和完整性，我们从设备和算法两个层面进行了择优和改进——设备的择优筛选和数据处理算法的改进。并且对高精密度的量块进行了测试，测试结果显示装置的测量精密度达到0.01mm级别，达到了客户对于检测精度的要求。

2   针对设备集成性和自动化需求，艾利特协作机器人可提供了更加方便的可编程接口，我们只需要在上位机终端通过Socket通讯向控制器控制端口发送指定格式的json字符串就可以实现机器人的相关功能。并且能够支持远程模式下实现机器人的上电、清除报警、同步、运动等连续操作。

3   针对安全性问题，艾利特协作机器人能够提供了传统工业机器人不具备的碰撞停止功能。另外，机械臂头部扩展出的I/O插头提供了一个隐性的传感器接口，支持进一步的集成工作。

本次飞机蒙皮表面检测项目的成功，让南京昊视未来对艾利特协作机器人充满信心，“每次与艾利特合作都会发现更多惊喜，而每次的惊喜都将转化为下一次更紧密的合作”南京昊视未来董事长吉总如是说。