航空工业丨双机器人水射流&超声波检测碳纤维复合材料

对航空制造业而言，碳纤维复合材料的质量检测至关重要。英国 Ultrasonic Sciences Ltd（USL）携手史陶比尔机器人，打造了一套高精度双机器人超声波检测系统，为全球飞行安全注入强大技术支持。

 

 

为什么碳纤维复合材料必须严检？

现代飞机广泛使用碳纤维复合材料，尤其在机身、结构件以及用于飞行控制的关键表面（如机翼和尾翼）上。

 

这些部件不仅承受飞行压力，更关系到乘客安全，因此必须满足极高的质量标准。

 

 

常见缺陷包括分层脱胶、空洞气孔、脱粘和杂质夹杂等。这些问题若不及时发现，可能导致结构失效，影响飞行安全。因此，每一部件都必须经过高精度检测。

 

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水射流+超声波：精准高效的检测方式

USL采用超声波检测技术，以水作为耦合介质传导声波信号。根据待测部件的尺寸与形状，系统可灵活选择不同的检测方式：

 

对于小型部件，采用浸水槽进行全面覆盖式检测；而针对大型或具有复杂曲面的部件，则使用水射流技术进行局部扫描。

 

 

在水射流检测中，两台史陶比尔机器人需以相同角度接触部件两侧，确保超声波信号顺利穿透并被准确接收。这对系统的同步性和控制精度提出了极高要求。

 

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双机器人同步控制，18轴精准协同

USL的检测系统由两台史陶比尔TX200L HE六轴机器人组成，结合第七线性轴与动态末端执行器，共计18个控制轴。

 

 

机器人支持两种检测技术：

 脉冲回波法（PE）：探头发射并接收信号，水流需垂直于检测面

穿透法（TT）：一侧发射、另一侧接收，需高度对齐 

 

系统一次扫描可生成三张 C 扫描图像，支持多频率检测，最大线性速度超过 2000 mm/s，分辨率达 1mm × 1mm，定位精度优于此标准。

 

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全球交付，服务航空制造

USL已向土耳其一家航空公司以及马来西亚一家复合材料制造商（全球领先飞机制造商的一级供应商）交付该系统。

 

 

两套系统均采用史陶比尔TX200L HE 机器人，适用于大型机身部件，适用于潮湿环境，契合水射流检测需求。

 

USL未对机器人进行改装，直接使用原装设备，保留了原厂精度与质保。

 

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选择史陶比尔的原因

USL选择史陶比尔机器人，源于其在工业自动化领域的卓越表现：史陶比尔机器人具备行业领先的精度与刚性，运行稳定可靠，确保系统高可用性。

 

除TX200L外，USL还使用TX2-160L、TX2-90L 等型号，并配备史陶比尔 MPS 自动换工具系统，提升检测灵活性与效率。

 

未来，将有更多的史陶比尔器人持续在航空制造与公共航空运输领域发挥关键作用，为飞行安全保驾护航。