Una soluzione di scansione automatica per velocizzare la produzione nel settore aerospaziale

Scansione della superficie dell'ala di un jet in meno di quattro minuti

 

Wichita, in Kansas, è nota come la "capitale mondiale dell'industria aeronautica". Ciò si deve in parte al National Institute for Aviation Research (NIAR) della Wichita State University, uno dei più importanti laboratori nella produzione di aeromobili. L'area ospita importanti costruttori del settore aerospaziale e della difesa, tra cui Boeing, Hawker Beechcraft Corporation, Bombardier Learjet, Cessna, Spirit Aerosystems e Airbus Americas Inc., per citarne solo alcuni. Nel mercato competitivo della produzione di velivoli di ultima generazione, lo sviluppo di talenti di altissimo livello in grado di guidare l'innovazione è essenziale per la longevità del settore. A questo proposito NIAR si trova in una posizione unica che le consente di rispondere alle esigenze di professionisti altamente specializzati nella costruzione di aeromobili, sia a livello locale che globale. Grazie all'attività di ricerca aerospaziale avanzata del laboratorio, NIAR è stato riconosciuto dal Presidente Obama come centro di produzione.

IMG_8717_blogQuesto riconoscimento rende NIAR parte di una rete di istituti di ricerca dislocati negli Stati Uniti e specializzati nello sviluppo e nella commercializzazione delle tecnologie di produzione attraverso partnership pubbliche-private tra l'industria statunitense, le università e le agenzie governative federali. L'importanza del laboratorio per l'industria privata è un fattore che non può essere ignorato: NIAR, in qualità di organizzazione leader nella ricerca aerospaziale, fornisce servizi di test e progettazione per lo sviluppo di apparecchiature per il settore aeronautico. Una delle principali attività per NIAR, e per il futuro del settore, consiste nel determinare il modo in cui sfruttare le tecnologie di produzione automatica al fine di incrementare la velocità e l'efficienza. Mentre le case automobilistiche hanno optato per l'automazione, anche per via  del volume di produzione elevato, l'industria aerospaziale tarda a compiere investimenti in tal senso.

Una delle ragioni risiede nel diverso volume di produzione. Molte aziende produttrici di aeromobili  sono considerate alla stregua di piccoli produttori, e ciò spiega il loro ritardo nell'adozione delle tecnologie di automazione attualmente in uso tra i moderni OEM del settore automobilistico. Ma questa tendenza sta cambiando, dato che organizzazioni come NIAR stanno dimostrando che è più facile utilizzare l'automazione anche nei mercati a ridotti volumi di produzione.

Di recente NIAR ha collaborato con Hexagon Manufacturing Intelligence allo sviluppo di una soluzione di scansione automatica delle superfici delle ali per il settore aerospaziale. Utilizzando un'ala di piccole dimensioni (circa 25 x 6 piedi) di un business jet, gli ingegneri di NIAR e Hexagon sono riusciti a ridurre a meno di quattro minuti il tempo del processo di scansione che in precedenza durava un giorno intero. Sfruttando le capacità multitasking offerte dalla soluzione automatica, NIAR è stato in grado di dimostrare tramite questa applicazione che una rete integrata di robot, tecnologie di scansione e strumenti software è in grado di gestire in modo accurato e replicabile attività di misura e di verifica.

Per realizzare questa svolta il team ha utilizzato un sistema combinato di Leica Absolute Tracker AT960 e Leica T Scan 5 montato su un robot ABB IRB 4600-40/2.55. Brian Brown, direttore del Robotics and Automation National Institute for Aviation Research, presso la Wichita State University, ha guidato il progetto di automazione. Lavorando a stretto contatto con gli ingegneri applicativi di Hexagon Manufacturing Intelligence, sono riusciti ad avviare e a rendere operativo il processo di scansione automatica nel giro di poche ore. "Invece di passare ore e giorni di lavoro a ispezionare manualmente componenti aerospaziali di grandi dimensioni, ora possiamo sfruttare Leica T-Scan 5 e ABB Robotics per convertire questo lavoro in un processo automatico che richiede solo pochi minuti", ha dichiarato Brown.

IMG_8513__v2_blogI risultati sono stati molto incoraggianti. Nonostante le criticità poste dalla scansione della sezione di un'ala di grandi dimensioni con finitura metallica, i dati di scansione della superficie sono stati raccolti in tempi rapidi e con un grado elevato di precisione. NIAR intende essere il luogo "in cui i programmi di prova diventano risultati": gli elementi strutturali nel loro complesso rappresentano il punto centrale di questa attività. La capacità di fornire con rapidità e precisione la scansione della superficie di un'ala di un jet si discosta dai tradizionali processi di misura degli aeromobili, offrendo un sistema automatico, accurato e veloce per garantire che l'assemblaggio di aeromobili sia realizzato come da progetto. "Dal momento che ora possiamo verificare componenti aerospaziali di grandi dimensioni in pochi minuti piuttosto che in ore o giorni con il ricorso all'automazione e ad attrezzature di misura di qualità superiore, la produttività e l'efficienza possono aumentare notevolmente sull'intera linea di produzione", aggiunge Brian Brown.

Con più di 20 laboratori dedicati alle prove di certificazione per la tecnologia dei velivoli e un budget annuale di 45 milioni di dollari, NIAR sta aprendo la strada a processi produttivi avanzati nel settore aerospaziale negli Stati Uniti. L'economia locale si basa sull'industria aeronautica: Wichita ospita 7.000 ingegneri e offre 26.400 posti di lavoro nel settore della produzione aerospaziale: qui viene costruito infatti il 43% degli aeromobili dell'aviazione  di produzione statunitense.

"Poiché i processi di produzione del settore aeronautico diventano sempre più automatici, le aziende stanno cercando di incrementare la velocità, l'efficienza e la precisione. Grazie alla combinazione dell'esperienza dei laboratori della Wichita State University e delle intuizioni del team di Hexagon Manufacturing Intelligence, vengono sviluppate e implementate in modo rapido ed efficace soluzioni avanzate e dai costi contenuti", conclude Brian Brown.

 

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