当航天科技遇上艺术

航空航天业需要为每架飞机钻数千个孔，这已不是什么秘密。然而，在过去几年中，使用工业机器人进行钻孔有助于降低制造成本并提高生产率、可靠性和准确性。秘诀就在于如何使用机器人实现这一级别的自动化。

最近，我们参与了应用相同的自动钻孔技术来创作一件令人惊叹的艺术品。

现在可以在艺术和数字艺术项目中找到自动机器人钻孔。 Neoset Designs 的制作工作室为艺术家 Robert Longo 制作的艺术品就是这种情况。

在这篇文章中，我们揭示了一些用于实现高水平自动化机器人钻孔的步骤。

独一无二的艺术品

建立了一个定制的自动钻孔系统来创建一个名为Death Star 2018的结构 , 由艺术家 Robert Longo 设计 .

这件艺术品是一个带有 40,000 个抛光铜弹壳的悬浮地球仪，代表了过去 25 年来美国大规模枪击事件中死亡人数的增加。为了支持减少枪支暴力的努力，死亡之星 II 的销售收入的 20% 将捐赠给 Everytown for Gun Safety。

技术挑战：机器人精准钻孔

这件艺术品是由 Neoset Designs 的制作工作室制作的。通过使用最新的机器人钻孔技术，他们能够在不到 2 周的时间内钻出 40,000 个孔，公差在 0.150 毫米以内。

钻个洞很简单。然而，快速准确地钻孔是一项挑战。主要挑战是在正确的位置钻孔，保持所需的公差并确保不浪费时间。

机器人可以帮助加快流程，是一种具有成本效益的解决方案。然而，众所周知，机器人并不准确。

该系统包含一个 KUKA Titan 机器人，这是市场上最大的 KUKA 机器人，一个加工主轴和一个 WEISS 转盘。还使用了 Creaform C-Track 测量系统来达到所需的准确度。 RoboDK 软件用于校准和离线编程。可以将机器人校准到 0.150 毫米以下，这是放置 40,000 个孔所需的公差。

幕后创新

谈到工业机器人，对于 Neoset Designs 来说，没有什么挑战是足够大的。他们组建了合适的团队和设备来打造这件独特的艺术品。

为了建造这个 1 吨的子弹球体，他必须将球体分成两半。每个半球体由铸钢制成。这对于机器人钻孔过程很重要，因为它使机器人加工和钻孔更加稳定。在钻孔之前，每个半球都被加工成一个精确且完美的圆形球面。

内部结构和工字梁电枢由 Proptogroup 设计。

一位前 NASA 工程师帮助 Neoset 的团队创建了一个点列表，用于描述 3D 空间中每个子弹（孔）的位置。在 Matlab 中创建的自定义算法用于确保所有子弹的孔间距保持一致。

为此目的还设计了一种特制的钻孔工具，以最大程度地减少振动。该工具的行为类似于安装在机器人法兰上的迷你 3 轴 CNC。

最后，Neoset 还使用 RoboDK 软件对 KUKA Titan 机器人进行了标定，并实现了机器人自适应控制，钻孔了 40,000 个点（孔的坐标）。 Python 脚本和机器人驱动程序使 RoboDK 中的实时机器人补偿成为可能。这意味着在机器人开始钻孔循环之前使用测量系统验证精度。如果精度不够好，则使用 C-Track 6D 测量（位置和方向补偿）校正机器人位置。这种补偿是在钻孔之前进行的，以获得优于0.100 mm的精度。

我有幸直接参与 Neoset 的团队，使用 RoboDK、Matlab 和 Python API 构建这个独特的钻孔系统。