DLR、NRC与RoboDK通过双纤维铺放技术推动航天制造发展

自动纤维铺放是航空航天制造领域极具应用潜力的技术，多个研究团队正在探索其实际应用。最新的合作项目，德国航空航天中心与加拿大国家研究委员会通过RoboDK平台采用了双机器人协同作业的方式。

过去几年中，我们多次看到自动纤维铺放技术作为重点应用反复出现，例如我们之前在解决该工艺高精度要求以及协作机器人铺放方面的成功案例。

该纤维铺放工艺利用自动化技术制造多层复合材料产品。机器人将数百根浸渍合成树脂的纤维精准地按照特定图案进行铺设，从而逐层构建出复合涂层。

本项目汇聚了来自三个关键合作方——德国航空航天中心（DLR）、加拿大国家研究委员会（NRC）和RoboDK，的专业知识与经验，旨在提升这一航空航天关键工艺的生产效率。

为您介绍DLR-NRC-RoboDK项目

像所有好的项目一样，成功始于合适的合作伙伴。

以下是参与该项目的三家专家公司：

该项目的核心参与者之一是德国航空航天中心（DLR）。这家领先的研究机构专注于将尖端技术应用于航空航天、能源、交通和安全等领域。

DLR在机器人和自动化领域拥有深厚的专业知识和丰富经验，并在其重点关注的行业内开展了多个应用此类机器人技术的项目。

加拿大国家研究委员会（NRC）在推动加拿大的科学发现与技术发展方面发挥着关键作用。此次与德国航空航天中心（DLR）开展的国际联合挑战任务，彰显了该委员会致力于建立国际合作伙伴关系以满足行业需求的承诺。

自动化与制造是加拿大国家研究委员会的核心重点领域，此前曾有声明指出“制造业是加拿大经济的核心”。

该项目的最后一位关键合作者是我们自己——RoboDK。

在此，RoboDK的主要贡献在于提供了校准工具，以确保双机器人系统能够实现高精度。这对于纤维铺放应用至关重要，因为铺放的成功与否取决于所涉及机器人能否达到精确的铺放精度。

要打造一个成功的机器人应用，团队必须着力克服纤维铺放过程中常见的挑战领域。

纤维铺放通常会面临多种挑战，包括工艺规划的复杂性、复杂技术的管理难度，以及实现无缝集成的困难。

在这个项目中，合作团队重点指出了以下三大挑战：

该团队试图通过使用双臂机器人系统来克服这些挑战。然而，这也带来了一些额外的难题，因为两个机器人需要进行精确的同步。正因如此，他们选择了RoboDK——它拥有业界领先的校准流程。

为验证双机器人系统在纤维铺放工艺中的应用，德国航空航天中心（DLR）与加拿大国家研究委员会（NRC）选取了一个航空航天制造领域的测试案例。

该测试项目的主要目标是提升飞机隔框部件的生产效率—这些结构分隔件对维持机舱或机身的结构刚度与功能分区至关重要，其制造过程需要通过精密的工程设计与优化来实现最佳的强度重量比。

为实现这一目标，研究团队采用双机器人系统进行纤维铺放作业，并集成了闭环软件系统作为计算机辅助设计（CAD）与机器人设备之间的桥梁。

除自动化纤维铺放外，该双机器人系统还被编程执行连续焊接工序。通过在其中一个机器人上集成创新性砧座装置，团队实现了无需工装夹具的高压力焊接工艺。

该系统由硬件和软件组件共同构成，

具体包括：

• 两台KUKA机器人作为本项目的主要机器人硬件设备。
• CAD软件，用于创建纤维铺放设计。
• RoboDK具备校准和双机器人同步功能而被采用。
• 由德国航空航天中心（DLR）内部开发的闭环软件系统，用于将系统各部分整合在一起。

Lars Brandt，德国航空航天中心（DLR）项目负责人兼复合材料专家对该系统进行了解释：“我们与NRC合作，开发了一种采用协作机器人的自动纤维铺放与焊接工艺。该方法运用一种创新技术，通过在加工过程中测量共用位置来提高机器人的定位精度。”

借助这些组件，该团队能够成功使用同一套机器人系统实现自动纤维铺放与连续超声波焊接。

校准是本项目的一个关键环节。为此，研究团队采用了RoboDK广受欢迎的校准流程。

来自全球各地的企业和机器人研究人员都使用RoboDK的校准功能来提升其机器人的精度与性能。

我们领先的校准流程通过识别机器人运动学结构中的真实几何参数，并利用多达30个参数对其进行校准。该流程支持超过1000种机器人型号，通常可将机器人精度显著提高至0.2毫米甚至更优。

正如本项目中研究人员所做的那样，通过使用RoboDK对您的机器人进行校准，您可以自动生成高精度的机器人程序，从而提升精度与性能。对于双机器人应用而言，这种精度尤为关键。

如需了解更多关于RoboDK校准的信息，请访问我们的专用校准页面。