Machine Vision Software LinkedIn Showcase page

Matrox 4Sight unterstützt die automatisierte Montage von Tragflügeln

Der integrierte Industriecomputer ist im Forschungsprojekt von Airbus England über die automatisierten Montage von Tragflügeln die Schlüsselkomponente für die Bildverarbeitung

Gegenwärtig unterstützt die Technologie von Matrox Imaging Airbus England beim Test und der Auswertung eines bedeutenden Forschungs- und Entwicklungsprojektes. Der Industriecomputer Matrox 4Sight ist eine der wichtigsten Komponenten des Bildverarbeitungs- und Sensorsystems, das in das Projekt AWBA (Automated Wing Box Assembly) implementiert wird.

Das AWBA-Projekt wurde 1995 gestartet. Sein Ziele sind die Reduzierung der Konstruktions- und Herstellungskosten, eine Verkürzung der Markteinführungszeit, die Verbesserung der Leistung des Produktes und somit letztendlich die Sicherung des Marktanteils von Airbus. Es gibt viele Gründe für die Entwicklung einer automatisierten Montage von Tragflügeln. Neben der Notwendigkeit, die Technologie der Tragflügelmontage kontinuierlich zu verbessern, gibt es auch eine Abhängigkeit von manuellen Verfahren und zweckgebundenen Montage- und Bohrvorrichtungen.

Airbus UK, als Teil des gesamten am 1. Januar 2001 tätig gewordenen Unternehmens Airbus, ist für die Konstruktion und Montage von Tragflügeln und für die Lieferung von Fahrwerkkomponenten für die Airbus Flugzeugfamilie verantwortlich, die vom 107-sitzigen A318 bis hin zum 380-sitzigen A340-600 reicht. Weitere Komponenten werden in den anderen drei Unternehmensbereichen von Airbus in Frankreich, Deutschland und Spanien konstruiert und hergestellt.

4sightawba_1.jpg

Während der ersten Phase des AWBA-Projektes wurden vier einzelne Vorführgeräte entwickelt, um Roboterbedienung, Meßwerterfassung und Positionierung, robotergestütztes Bohren durch die Beplankungsteile in die Versteifungsrippen der Tragflügel, Positionierung der Tragflügelhaut, Befestigung und Prozeßsteuerung besser verstehen zu können. Das Ziel der vor über zwei Jahren gestarteten zweiten Phase des Projektes (AWBA II) mit einem Umfang von 5 Millionen £ ist die Demonstration einer flexiblen Fertigung durch die Integration dieser Technologien in eine 8,5 m hohe Vorführeinheit für die automatisierte Montage.

AWBA II ist eine Partnerschaft von sieben in Großbritannien ansässigen Unternehmen, wobei jedes Unternehmen für die Konstruktion, Herstellung und den Test von verschiedenen Elementen der Vorführeinheit verantwortlich ist. BAE SYSTEMS' Advanced Technology Centre aus Filton (Bristol) liefert die Bildverarbeitungs- und Sensorsysteme, die für die Zusammenarbeit der zwei in der Vorführeinheit verwendeten Robotersysteme benötigt werden. Die Bildverarbeitungs- und Sensorsysteme sollen es zukünftigen automatisierten Montagesystemen ermöglichen, sich an verschiedene Strukturen flexibel anzupassen.

Im September 2000 wurde das Projekt AWBA II durch zwei integrierte Industriecomputer Matrox 4Sight ergänzt. Diese liefern die hochpräzise Steuerung für die beiden Roboter - den internen, von RTS Advanced Robotics konstruierten Roboter und das externe Robotersystem, das auf einem KUKA-Roboter basiert und von BAE SYSTEMS' Advanced Technology Centre entworfen wurde.

4sightawba_2.jpg

Der 4Sight ist ein kompaktes Stand-alone-Subsystem, das Bilderfassung, Bildverarbeitung, Bildanzeige, Netzwerkanbindung und universelle I/O-Funktionen integriert. Mit seinem robusten Gehäuse und den geringen Abmessungen (20.8 x 18.4 x 7.5 cm) war der 4Sight die ideale Wahl für die AWBA-Anwendung, meint Raj Mistry, Teamleiter Engineering.

"Das 4Sight-System bietet uns eine hochintegrierte, kompakte Bildverarbeitungslösung, die schnell und leistungsstark genug ist für unsere Anforderungen an die Bildverarbeitung. Das System kann aufgrund seines PC104-basierten Design auch ohne weiteres mit der benötigten industriellen Automatisierungshardware erweitert werden," sagt er.

Der Matrox 4Sight und die angeschlossenen ADIMEC TMX10 Kameras sind, um übermäßige elektromagnetische Störungen der Kamerakabel zu vermeiden, direkt am oberen Teil der Roboter montiert (siehe untere Abbildung) und werden für die zwei wichtigsten Bildverarbeitungsaufgaben der AWBA II-Verführeinheit verwendet. Die erste Aufgabe umfaßt die Ausrichtung des externen Robotersystems für das Bohren der Halterungen der Versteifungsrippe sowie der Längsversteifung und die Montage der Beplankung.

4sightawba_3.jpg

"Wir verwenden zwei Kameras, die an eine 4Sight-Box angeschlossen sind, um jedes Endes des Profils des Versteifungsrippenfußes identifizieren zu können," sagt Mistry. "Außerdem werden Messungen von vier Lasern über DeviceNet in den 4Sight eingespeist. Diese Informationen werden dann mit dem durch das 2-Kamera-System erfassten Profil verglichen, um in dreidimensionaler Darstellung die vollständige Position und Ausrichtung des Versteifungsrippenfußes vor dem Bohren zu bestimmen."

Die zweite Aufgabenstellung umfasst die Bildanalyse, um das interne Robotersystem auszurichten. Dieses befestigt einen Haltebolzen, der einen Durchmesser von 5/16 " hat, und positioniert dann an diesem eine Unterlegscheibe.

"Auch diese Aufgabe erfordert zwei Kameras - nur diesmal als Stereovisions-System, bei dem beide Kameras auf ein und denselben befestigten Haltebolzen ausgerichtet sind. Dadurch können wir zum einen die Ausrichtung des Bolzens und zum anderen die Position des Bolzenkopfes berechnen, wieder in dreidimensionaler Darstellung, so dass der interne Roboter andocken kann," erläutert Mistry.

Beide Systeme laufen mit kundenspezifischer Software, die mit der Matrox Imaging Library (MIL-Lite) geschrieben wurde - einer Hochsprachenentwicklungsbibliothek mit einem kompletten Set an Funktionen für die Bilderfassung, Bildübertragung und Anzeigesteuerung. Der interne Sensor identifiziert den Haltebolzen mittels Teilchenanalyse, während der externe Sensor die Hauptelemente des Profils des Versteifungsrippenfußes durch Kantenerkennung identifiziert.

"Diese Bildverarbeitungs- und Sensorsysteme liefern den Robotern die zusätzliche Genauigkeit und Führung, die bei der Fertigung im Luftfahrtbereich benötigt werden," sagt Mistry. "Genauer gesagt, wird durch die Verwendung des Bildverarbeitungssensors die Präzision des Roboters bezüglich der Versteifungsrippe verbessert."

Schon im April 2000 konnte mit der Vorführenheit dieses Konzept der Montage der Tragflügelbeplankung bestätigt werden, aber auch, dass die Vorführeinheit eine 6 m hohe Versteifungsrippe für Tragflügel handhaben und schnell und sicher positionieren kann. Alle Abläufe in der AWBA-Vorführeinheit werden gegenwärtig ausgewertet, um Kosten, Präzision und Reproduzierbarkeit im Vergleich zu manuellen Fertigungsmethoden festzustellen. Airbus UK untersucht ebenso weiterreichende Verflechtungen, die Auswirkungen auf die Aerodynamik und die Systeme sowie Gesundheit und Sicherheit haben.

Kontaktieren Sie unsere Medienabteilung.

Zurück nach oben