Trung QuốcCác nhà nghiên cứu tại Bắc Kinh cải tiến dây chuyền sản xuất drone với cánh tay robot khoan nhanh gấp đôi con người mà không ảnh hưởng tới chất lượng.
Cánh tay robot dùng trong thử nghiệm của nhóm nghiên cứu ở CAST. CAST
Tại một cơ sở sản xuất máy bay không người lái quốc phòng (drone) ở Bắc Kinh, khung thân bằng sợi carbon màu đen nằm trên bàn làm việc sẵn sàng khoan. Vật liệu rất nhẹ và bền, nhưng chỉ một sai số nhỏ về góc hoặc vị trí có thể ảnh hưởng đến khả năng tàng hình, dẫn đến việc loại bỏ toàn bộ bộ phận.
Các kỹ thuật viên lành nghề từng thực hiện công việc này dựa vào nhiều năm kinh nghiệm. Dù có kỹ năng, những giới hạn của con người hạn chế tốc độ sản xuất khiến chi phí ở mức cao. Điều đó thay đổi với đột phá từ Viện Công nghệ Vũ trụ Trung Quốc (CAST), làm thay đổi dây chuyền sản xuất và giảm sai số xuống chỉ còn 0,04-0,1 mm.
Hiện nay, một robot đứng trên sàn nhà máy, cánh tay mạnh mẽ của nó định vị cơ cấu song song chính xác kết thúc bằng mũi khoan. Các cảm biến thời gian thực mô phỏng cảm giác của con người, điều chỉnh áp lực để tạo ra lỗ thẳng đứng và lỗ khoan chìm hoàn hảo, nhanh gấp đôi so với con người và không có sản phẩm bị loại bỏ do lỗi chất lượng.
Trong bài báo đăng trên tạp chí Manufacturing Technology & Machine Tool, nhà nghiên cứu Le Yi của CAST và nhóm của ông ghi nhận xu hướng quân sự toàn cầu đang phát triển theo hướng không người lái và hoạt động thông minh.
“Để giảm trọng lượng và tối đa hóa tải trọng, drone sử dụng rộng rãi hợp chất sợi carbon, thường chiếm 60-80 % cấu trúc của chúng, cao hơn đáng kể so với máy bay chiến đấu có người lái”, nhóm nghiên cứu cho biết. “Độ chính xác khi khoan ở các bộ phận này ảnh hưởng trực tiếp đến việc lắp đặt tải trọng, hiệu suất khí động học và tàng hình. Khoan thủ công truyền thống gặp khó khăn trong việc đảm bảo chất lượng đồng nhất về vị trí, dung sai kích thước, độ chuẩn xác của đường viền và bề mặt hoàn thiện”.
Nhóm nghiên cứu chọn một cánh tay robot nặng, mạnh mẽ có thể xử lý chuyển động thô sản xuất bởi Kuka, thương hiệu hiện nay thuộc sở hữu của tập đoàn Midea. Theo họ, đầu chấp hành song song của cánh tay có thể điều chỉnh chính xác tới mức micron (một micron bằng một phần triệu mét). Nhóm nghiên cứu cũng đạt đột phá trong cảm biến bề mặt khi sử dụng 3 tia laser để quét bề mặt cong trong khi đầu dò nổi đo mức biến dạng để kiểm soát độ sâu.
Để đảm bảo độ chính xác, các nhà khoa học và kỹ sư xây dựng một bản sao kỹ thuật số toàn bộ trạm làm việc để mô phỏng phản ứng của vật liệu yếu trước khi khoan thực tế. Kết quả chứng minh, hệ thống tự động hoàn thành tất cả lỗ trên thân drone với tiêu chuẩn cao nhất. Các đinh tán được lắp vừa khít, với độ lệch dưới 0,48 độ/0,1 mm, vượt trội so với yêu cầu quân sự là 0,5 độ/0,2 mm.
An Khang (Theo Drone XL, SCMP)