據說，與其他產業不同，航太產業的生產現場很難實現自動化。其主要原因在於少量多品項的生產方式，不容易導入機器人。這裡介紹的飛機零件製造商與加拿大安大略省川崎機器人的認可 SIer（系統整合商）SYSTEMATIX 合作，使用機器人和 3D 視覺成功地將螺帽板組裝單元自動化。

螺帽板是固定飛機機身與機架的關鍵零件，由於有超過 200 種不同的零件，原本以為自動化是一項困難的挑戰，但 SYSTEMATIX 協助解決了這個問題。由於導入使用川崎機器人和 3D 視覺的自動化組裝作業，縮短了週期時間，不只提高了產品品質，還節省了工時。

這次自動化成功的關鍵在於 3D 視覺，它可以辨識 28 種/225 種形狀的螺帽板。川崎的 R 系列機器人RS010L和RS080N負責執行零件前端的鉚接。

導入的挑戰

避免嚴苛的單一任務

這家飛機零件製造商自動化螺帽板安裝有許多原因。為了符合嚴格的品質要求，所有員工都必須接受訓練，並取得每個零件製造的認可。再來，即時記錄他們的工作也是必須的。此外還有許多問題，例如由於單一工作的時間過長，導致工人留任率低。

品質控管

螺帽板是關鍵組件，安裝時需要準確的鉚釘定位（高度）。以前，工人必須將鉚釘研磨到指定高度。這是一項既單一又耗時的工作。

解決方案（自動化組裝作業的解決方案）。

• 使用三台 Kawasaki R 系列機器人和 3D 視覺系統進行全自動組裝。
• Matrox 影像辨識軟體和 LMI 定位器可精確辨識 225 個不同的零件

製程概述

首先，川崎 RS080N 機器人使用 3D 視覺掃描並定位工件上的三個特定位置。接著，安裝在機器人末端的夾具抓取工件，並鑽出兩個沉孔，以安裝螺帽板的鉚釘。

接著，機器人轉動手臂，在不同形狀和尺寸的鉚釘中，從鉚釘滑動裝置中取出合適的鉚釘。與此同時，另一個機器人 RS010L 夾住螺帽板，並使用視覺攝影機辨識 28 種不同的螺帽板。然後機器人會將鉚釘放在螺母板定位工具上，並利用視覺重新檢查是否為正確的零件。

接著，機器人將螺帽板放在轉盤上，由另一個機器人 RS005N 塗上密封劑（一種確保耐腐蝕的塗料）。在塗抹密封劑之前和之後，會進行兩次檢查，以確保密封劑塗抹正確。

此外，轉盤轉動後，RS010L 會準備運送包括螺帽板和定位工具的整組工件。一旦工件抓取到位，機器人會同時掃瞄三個工件位置以確保表面對齊，RS010L 在固定工件的同時與 RS080N拾取頭合併；RS080N 的鉚釘拾取頭將鉚釘放置在 RS010L 頭內，並進行鉚接作業。

最後，鉚接完成後，機器人頭部分離，RS010L 移除工件，而 RS080N 則將鑽頭工具旋轉至鉚接位置，完成操作。

整個過程僅需 39 秒。

視覺、精度與速度

3D 視覺對於如此複雜的製程非常重要，Matrox 成像軟體和 LMI 定位器在辨識 225 種不同零件和 28 種不同螺帽板時發揮了關鍵作用。

SIer SYSTEMATIX 選擇川崎的原因是其開放式架構（規格透明）的程式語言和卓越的流程處理能力。專案負責人 P.J. 表示：「我們過去曾使用過許多機器人製造商的產品。川崎機器人的其中優點是編程的便利性，特別是 AS 語言，這是我們使用它的原因之一。」

此應用最重要的一個部分是「多台機器人如何緊密合作」：RS080N 和 RS010L 的前端必須在不發生碰撞的情況下運作，這需要高度的重複精度。川崎的 R 系列通用機器人的位置重複精度在±0.02 mm 到 ±0.06 mm 之間，視有效負載（3 kg 到 80 kg）而定，據 P.J. 所說：「手臂非常堅固，不會晃動。作業上需要非常精確地移動到指定位置，但川崎機器人在這方面完全沒有問題。」

結果

• 週期時間縮短 26 秒
• 工作品質達到 97% 的一致性
• 操作人員從三人減少到一人
• 由於整個製程在一個單元內完成，因此不需要中間產品堆放區

機器人自動化帶來了顯著的成果。週期時間大幅縮短、工作品質提升、人力節省，成功達到當初設定的成本降低與生產目標。

至於自動化帶來的最大改善，P.J. 毫不猶豫地提到「工作品質一致化」。經過短短一年多的生產，這個自動化單元已經消除了工作品質不均勻的問題：不僅達到了 97% 的均勻度，在成本與人力削減兩方面，都做出了重大貢獻。

-Robot介紹

型號名稱：
RS010L/RS080N
功能
大型通用機器人，具有寬廣的操作範圍和豐富的有效負載能力，適用於從點膠到搬運的各種應用。
有效負載：
RS010L：10 kg/RS080N：80 kg
軸數：
6 軸
重複精度：
RS010L：±0.05 mm/RS080N：±0.06 mm