如何一次性钻1000个孔？

　　新冠肺炎疫情扰乱了世界各地的供应链，令生产线瘫痪，众多大城市纷纷进入封锁状态。在长达一年多时间里，经济形势紧急严峻，航空业受到的打击尤其严重：数千个航班取消，有时整个机队都不得不停飞、封存。此次新冠肺炎疫情对全球航空交通的影响达到了前所未有的程度。

　　与之相应的种种防疫措施，不仅打击了客运，也打击了航空货运（包括航空邮件）。少数可能从此次危机中获利的，是货运航空公司/ 混合航空公司（货机和PAX 飞机）以及包机航空公司。因为在航空货运热潮和电子商务增长的推动下，将闲置客机转换为货机的需求增加了。这就是 “客改货（P2F）”说法的由来。

　　根据目前的市场形势，分析师预测这一领域需求将不断增长。除了给飞机制造商带来机会外，维修公司、航空公司和租赁公司也将从这种转变中受益。

　　但要改装飞机，技术上非常复杂，需要高素质的技术人员以及大量零件。必须协调、稳定这些零件的加工生产，以确保生产顺利、及时完成。仅在几年前，许多加工步骤还是手工完成的，但到了现今时代，即使飞机行业，也有越来越多的MRO（维护、维修和大修）流程实现了自动化。

　　例如，增强客机的地板结构以适应更重的有效载荷，就是这样一个劳动密集型加工流程，需要钻数千个孔。总部位于新加坡的ST 航空航天工程公司航空部是飞机改装领域专家，他们采用机器人单元来执行此操作。为此，这家公司自2019 年以来一直在与同样位于新加坡的Helios 应用系统公司合作，致力于实现此类复杂流程的自动化。

　　在位于新加坡巴耶利巴附近的ST 航空航天工程公司工厂里，机器人单元在波音767-300ER 机型的地板格栅上钻上几十个孔，就能将其变成一架符合波音STC的货机。为此，机器人单元需要沿着地板结构移动，根据预定设计钻出适当的孔。这款机器人单元由一台液压升降移动平台、一台载荷达到180kg 的安川机器人、一架由Helios 公司开发的特殊图像处理系统的臂端工具、一个功率6kW 的电机主轴，以及一架用于自动换刀的空心柄锥夹具组成，就设在一个机库中，以方便改装邻近的飞机。

　　选择正确的主轴时，除了要考量同心度、高速等参数外，另一个最重要的考量因素，就是能否通过机器人转换单元将主轴便捷地安到现有的机器人上。Helios 公司从位于德国莱茵瑙的自动化专家Zimmer 集团处，找到了他们想要的主轴。Zimmer 集团在全球有13 个分公司，其中 3 个在亚洲。Zimmer 集团为Helios 公司提供的HF145-001 系列风冷主轴，额定功率6kW，最大转速24000rpm，配有 EtherCAT 操作终端，以及所有必需的电缆及匹配的变频器，特别适于集成了综合安全技术（STO）的精确定位加工及高、低速操作。主轴与变频器的精密配合，可实现最佳性能或功率输出。

　　为了更加灵活地处理未来的生产任务，工程师们将主轴直接安装到一台同样由Zimmer 集团出品的机器人更换单元上。这款机器人更换单元可将电机主轴换成另一台工具或处理单元，从而实现机器人的多用途。此外，Zimmer 集团还为刀架配备了一台存储站，由Helios 公司在现场装上HSK 夹具、工具。

　　“由于刚性设计和主轴的平稳运行性能，即使转速更高，钻孔效果也非常好，”Zimmer 集团负责业务开发及战略制定的副总裁兼项目经理Sunil Raibagi 说，“别忘了这些部件很轻，也不是完全平整的。这就说明这套视觉系统可以检测每个孔的位置和角度。”

　　Helios 公司也很满意。总经理Shyi-Herng Kan 说：“有 Zimmer 集团这样长期合作伙伴，我们很感激，我们对主轴的品质充满信心。Zimmer 集团的服务也给我们留下了特别深刻的印象，他们在整个安装过程中一直在帮我们。”

　　虽然该机器人目前主要用于钻地板格栅，但ST 工程团队也在与Helios 公司合作，为该机器人编程，以便将它用于沉头铆钉的安装。“我们相信这款机器人可以很好地执行（此类操作流程）。”ST 航空航天工程有限责任公司高级副总裁兼创新和持续改进主管Hui Fung Lee 说。

　　在接下来的几个月，ST 工程公司还将对这款机器人进行编程，让它可以执行其他功能，在其他飞机模型上操作，包括改装的空客货机。Lee 解释说：“我们知道客改货（P2F）项目非常复杂，需要多人参与整个改装流程。因此，我们一直在寻找提高生产率的方法。”

　　易于自动化的任务往往是标准化、重复性高的。从2023 年开始，ST 工程公司将为A321-200 机型执行客改货项目，为它的地板格栅做自动化钻孔。这个项目来自ST 与空客的合资企业EFW 公司。