Sensor-based precision robotic deburring for aerospace manufacturing

用于航空航天制造的基于传感器的精密机器人去毛刺

基本信息

  • 批准号:
    514258-2017
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 9.18万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    加拿大
  • 项目类别:
    Collaborative Research and Development Grants
  • 财政年份:
    2019
  • 资助国家:
    加拿大
  • 起止时间:
    2019-01-01 至 2020-12-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Aerospace manufacturing involves large and complex parts with high variability and stringent precision and reliability constraints. Automated manufacturing can improve quality and efficiency while reducing the risk to humans. Deburring is a very complex, time-consuming, and expensive process that is currently done manually in this sector. Hand deburring is highly reliant on human skills and is prone to errors and low consistency with potentially harmful dust. Robotic deburring in sheet metal working is in high demand, but very complex to implement due to the complex planning, tight tolerances, and variable loading involved. This project brings Carleton University's robotics expertise together with Arnprior Aerospace Inc (AAI), a major Ontario supplier of aerospace structures to aircraft industry worldwide, to develop a Sensor-based Precision Robotic Deburring (SPRD) technology for thin sheet metal parts. To achieve the required machining stability and precision, various multi-layer sensor-based controllers will be investigated. An open-architecture experimental platform, RoboDeb-E, will be designed and integrated as the proof-of-concept for the SPRD technology. This platform facilitates the research on advanced sensing, control, and data processing methods, and enables studies to gain a better understanding of the material removal process and inter-relation of the process parameters. This research includes a systematic experimental study to quantify the performance of SPRD technology and compare the results to the quality of parts produced via hand deburring process by AAI machinists. The research concludes with a detailed specification of an industrial version of SPRD, RoboDeb-I, to produce parts at AAI. RoboDeb-I will be developed through an immediate follow-on project through funds from Ontario Centres of Excellence (VIP-II program). While SPRD immediately impacts productivity at AAI, it has a great potential for application in other sectors or processes. The resulting system can boost manufacturing and automation science, generate local high-tech opportunities and economic benefits, and help maintaining aerospace manufacturing business in Canada and its reputation as a major aircraft manufacturing hub.
航空航天制造涉及具有高可变性和严格的精度和可靠性约束的大型复杂零件。自动化制造可以提高质量和效率,同时降低对人类的风险。去毛刺是一个非常复杂、耗时和昂贵的过程,目前在该领域手工完成。手工去毛刺高度依赖于人的技能,容易出错,并且与潜在的有害粉尘一致性低。在钣金加工中,机器人去毛刺的需求很大,但由于复杂的规划、严格的公差和多变的负载,实现起来非常复杂。该项目将卡尔顿大学的机器人专业知识与Arnprior Aerospace Inc (AAI)(安大略省为全球飞机工业提供航空航天结构的主要供应商)结合在一起,开发基于传感器的精密机器人去毛刺(SPRD)技术,用于薄板金属零件。为了达到所需的加工稳定性和精度,将研究各种基于多层传感器的控制器。一个开放架构的实验平台RoboDeb-E将被设计和集成,作为SPRD技术的概念验证。该平台为先进的传感、控制和数据处理方法的研究提供了便利,使研究人员能够更好地了解材料去除过程和工艺参数的相互关系。本研究包括一项系统的实验研究,以量化SPRD技术的性能,并将结果与AAI机械师通过手工去毛刺工艺生产的零件质量进行比较。该研究以SPRD的工业版本RoboDeb-I的详细规格结束,该版本将在AAI生产零件。RoboDeb-I将通过安大略省卓越中心(VIP-II计划)的资金,通过一个直接的后续项目开发。虽然SPRD会立即影响AAI的生产力,但它在其他部门或过程中的应用潜力巨大。由此产生的系统可以促进制造业和自动化科学,为当地创造高科技机会和经济效益,并有助于维护加拿大的航空航天制造业务及其作为主要飞机制造中心的声誉。

项目成果

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