在德國資助的“Tempo”子項目中，與空中客車公司共同開發的自動化、高精度和質量保證的預裝配的定位與鉆孔末端執行器。

由Fraunhofer IFAM在施塔德開發的定位和鉆孔末端執行器，用于在CFRP整體框架上自動定位防滑釘時。

　　自動化是提高生產效率的重要策略之一。在由德國聯邦經濟事務和能源部（BMWi）資助的“Impulse”項目和“Tempo”（“CFRP機身部件的高效組裝和生產技術”）子項目中，開發了一種新的定位和鉆孔末端效應器。

　　這種末端執行器可以自動在CFRP整體框架上預先裝配加固元件（夾板），用于制造飛機機身。傳統的手動生產還需要更多的處理步驟。另外，緊湊的末端執行器也可以由標準工業機器人拾取。這使得生產率提高，質量不變，成本更低。

　　這些自動化解決方案由德國漢堡空客公司（Airbus Hamburg）和弗勞恩霍夫制造技術和先進材料研究所（Fraunhofer Institute for Manufacturing Technology and Advanced Materials，IFAM，Stade）共同開發，并已在近系列生產環境中進行了大規模原型驗證。該項目于2020年順利完成。

　　預組裝CFRP框架

　　框架是飛機機身中的橫向加強元件。在空中客車A350中使用CFRP和創新的一體式機身結構可以減輕重量和生產步驟。需要額外的加強元件（夾板）以防止框架向側面彎曲。翼肋（長可達6米）在幾何上都互不相同，因此，每個翼肋都需要一個特殊的模具模板，以便手動為組件配備公差大為0.2毫米的防滑釘。這些模板昂貴且使用復雜。此外，手動防滑釘進給和預組裝需要很大的差異。在連接零件上進行大量測量步驟，以實現精確的位置對準也是必不可少的。

　　Fraunhofer IFAM的項目經理Leander Brieskorn解釋說：“‘Tempo’項目給我們帶來了一個挑戰，即以一種既能減少持續時間又能減少過程復雜性的方式自動化過程步驟。“夾板應該被自動撿起并送入框架。為了將框架和夾板鉚接在一起，需要鉆穿兩個部件。我們通過使用我們新開發的高精度末端執行器為框架配備夾板來實現這一點。此外，在我們位于斯塔德的近系列機身裝配廠中，機身安裝在機身外殼上，沒有任何間隙。”

　　定位和鉆孔末端執行器，用于CFRP整體框架的自動化，高精度和質量保證的預組裝

　　研發的定位和鉆孔末端執行器可以完成以下任務：接收不同的防滑釘，將它們定位在不同的整體框架上，同時對兩個部件進行雙重鉆孔。緊湊的末端執行器可以通過所使用的門戶系統以及標準工業機器人來拾取。選擇門戶系統以提高定位精度。整體框架在門架下方的高蹺上拉伸，可以使用多種機械調節選件在空間中定向。末端執行器具有對稱的固定器，通過它可以拾取不同方向的夾板并將其夾在固定器上。使用彈簧阻尼的機械限位器，可以精確到達各個連接位置。當防滑板加固件從上方放置在框架的整體表面上，并且使用內置機制將兩個部件夾緊時，鉆孔過程將從框架的背面進行，以防止CFRP磨損。抽氣系統將產生的鉆屑收拾起來。鉆完零件后，就可以確定防滑釘在框架上的位置。然后可以將防滑板鉚接到框架上。

　　末端執行器可以通過系統PLC進行控制，并從導入的組件CAD數據中接收其全局位置數據。通過使用激光跟蹤器的快速上游測量，可以適應新的組裝情況。創新技術可實現可靠的過程和較高的定位精度。除了按下控制面板上的“開始”按鈕外，其他所有內容都會自動運行。專門開發的用戶友好型操作員界面，帶有易于解釋的圖像，便于輸入，即使經驗不足的員工也可以快速熟悉系統的控制。

　　通過對防滑釘的拾取裝置進行適當的修改，末端執行器還可以安裝幾何形狀略有不同的防滑釘類型，并將它們精確地定位在不同類型的一體式框架上。自動歸檔的精度為±0.1毫米，因此超出了精度要求200％。

　　定位和鉆孔末端執行器中集成的測量技術可精確記錄所需的200牛頓的接觸壓力，以及許多其他參數，用于監視將防滑釘預先組裝在整體框架上的佳條件。這樣可以保證在線質量。

　　“Tempo”子項目的進一步研發工作

　　在Stade的Fraunhofer IFAM技術中心的“ Tempo”子項目中，一個裝有防滑釘的整體框架安裝在機身系列的近系列機身組裝系統中。對整體框架和機身蒙皮之間的關節間隙的測量表明，它們均小于0.3毫米，從而無需額外的間隙填充。

　　通過適配安裝系統，為框架的預組裝，定位和鉆孔開發的末端執行器還可用于組裝其他行業的組件，例如風力渦輪機，鐵路車輛，商用車輛，汽車或造船。

　　經過三年半的時間，由德國寶馬經濟和能源部資助的研究項目“ Impuls”（“ CFRP機身組件的創新，中期可實施和節省成本的解決方案”）于2020年結束，包括“ Tempo”子項目；BMWi資助編號：20W1526F。