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確保工作人員和機(jī)器設(shè)備的安全是航空業(yè)的首要任務(wù)。這也延伸到了在飛機(jī)上執(zhí)行的裝配和維修任務(wù)：必須排除可能與機(jī)身發(fā)生的任何碰撞，包括手動操作的錯誤。德國 HUBTEX 公司根據(jù)其美國客戶的要求，開發(fā)了一個創(chuàng)新的、多向的工作平臺，用于飛機(jī)制造中的裝配任務(wù)。HUBTEX 與倍加福進(jìn)行合作，他們相信倍加福的專家能提供他們所需的、符合安全標(biāo)準(zhǔn)的傳感器解決方案。為了防止發(fā)生碰撞，在升降平臺上配備了倍加福 R2100 2-D LiDAR 傳感器。通過這些多光路 LED 掃描儀，可以有效檢測工作平臺所有運(yùn)動方向上的周圍環(huán)境，當(dāng)它們離機(jī)身太近時就會停止。當(dāng)伸縮臂伸展時，或者當(dāng)工作平臺發(fā)生移動時，通過一個傾角傳感器發(fā)出信號，實(shí)時顯示車輛的安全位置。
除了始終存在的安全隱患需要考慮外，盡可能地減輕重量也是飛機(jī)結(jié)構(gòu)制造的一部分?，F(xiàn)代材料的更新迭代意味著如今的飛機(jī)比前幾十年要輕得多。特別是新型輕金屬合金和碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，真正刺激了輕量化結(jié)構(gòu)的發(fā)展。然而，在組裝由這些材料制成的外殼時，需要采取特別的防護(hù)措施。若發(fā)生不適當(dāng)?shù)囊馔饨佑|可能會導(dǎo)致機(jī)身發(fā)生結(jié)構(gòu)性損壞——-而這種損壞通常是肉眼無法察覺的。若發(fā)生失控的機(jī)械接觸，甚至僅僅與重物的一次微小碰撞，都可能造成致命的后果。在這種情況下，為了避免高空作業(yè)平臺和飛機(jī)發(fā)生碰撞，確保工作人員和機(jī)器設(shè)備的安全性和完整性，必須配備相應(yīng)的安全警報和輔助系統(tǒng)。
實(shí)現(xiàn)三維防護(hù)
HUBTEX 是生產(chǎn)定制化物流設(shè)備、移動升降平臺，以及為裝配和內(nèi)部物流系統(tǒng)定制解決方案的專家。公司總部位于德國富爾達(dá)，多年來一直為眾多行業(yè)提供產(chǎn)品和服務(wù)，其中包括航空業(yè)。"盡管我們在這一領(lǐng)域具備很多年經(jīng)驗(yàn)，但面對我們美國客戶的這個要求，還需要開辟了一些全新的方面，" HUBTEX 負(fù)責(zé)電氣工程開發(fā)的同事 Christian Koempel 這樣回憶道。
"飛機(jī)制造商的說明書中描述了一個帶有長伸縮臂的自由移動升降平臺，用于在機(jī)身頂部執(zhí)行裝配任務(wù)。需要可靠地排除工作平臺在接近機(jī)身時發(fā)生碰撞的可能性，" Koempel 解釋說。"就這種工作平臺類型及其三維機(jī)動性而言，這可不是一件小事。" 以前標(biāo)準(zhǔn)化的裝配平臺和其他平臺都是通過手動操縱進(jìn)入裝配區(qū)域。這些車輛通常并未配備碰撞檢測輔助系統(tǒng)，通常是采用塑料或泡沫保險杠防止撞擊。然而，多向升降平臺的安全定位和對潛在碰撞物輪廓的可靠檢測都是必需的。
Christian Koempel, HUBTEX公司 電氣工程開發(fā)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人
就這種多向工作平臺類型的三維移動而言，碰撞保護(hù)可不是一件小事。
為這種復(fù)雜的應(yīng)用開發(fā)量身定制的解決方案是 HUBTEX 的優(yōu)勢之一。因此，讓一個精通定制要求的傳感器技術(shù)供應(yīng)商參與進(jìn)來，這是非常有意義的。"需要高質(zhì)量的傳感器來提供可靠的碰撞保護(hù)，" Koempel 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)繼續(xù)說道。"在這一領(lǐng)域，我們與倍加福一直保持著密切的合作關(guān)系"。
寬廣的檢測范圍，實(shí)現(xiàn)更契合的解決方案
倍加福銷售工程師/新業(yè)務(wù)開發(fā)經(jīng)理 Hans-Guenter Busch ，長期以來一直是 HUBTEX 合作團(tuán)隊(duì)中的一員。開展合作后沒過多久，就想出了一個適合這項(xiàng)任務(wù)的解決方案："倍加福的 R2100 產(chǎn)品，一種靜態(tài)二維多光路 LED 掃描儀，正是為這些類型的應(yīng)用而開發(fā)的。其監(jiān)測的傳感范圍很大，而且堅(jiān)固耐用、性能可靠。" Busch 繼續(xù)補(bǔ)充道："這種應(yīng)用需要高可靠性、高重復(fù)性的測量結(jié)果，而不受環(huán)境條件的影響，如表面結(jié)構(gòu)、顏色和環(huán)境光等。R2100 符合以上所有的要求。"
憑借成熟的脈沖測距技術(shù)及其 11 個 LED，R2100 提供精確的測量結(jié)果，從而確?？煽康呐鲎脖Ｗo(hù)。
倍加福采用成熟的脈沖測距技術(shù)（簡稱 PRT）設(shè)計(jì)了 R2100 產(chǎn)品，該技術(shù)也被用于旋轉(zhuǎn)式 R2000 2-D LiDAR 傳感器中。R2100 通過排列在一起的 11 個 LED 發(fā)射光脈沖。這些脈沖會從目標(biāo)物反射到設(shè)備接收單元。傳感器的電子裝置每秒發(fā)送 20 次脈沖，通過脈沖持續(xù)時間來確定與目標(biāo)物的距離。整個過程*沒有容易發(fā)生磨損和故障的機(jī)械裝置，也沒有移動部件。因此，2-D LiDAR 傳感器可以抵抗外部機(jī)械的影響。LED 不傷眼睛，因此可以無限制地使用。當(dāng)工作人員在測量范圍內(nèi)移動時將會啟用安全防護(hù)措施。
Hans-Guenter Busch, 德國倍加福 銷售工程師/新業(yè)務(wù)開發(fā)經(jīng)理
這種應(yīng)用需要高可靠性、高重復(fù)性的測量結(jié)果，而不受環(huán)境條件的影響，如表面結(jié)構(gòu)、顏色和環(huán)境光等。R2100 符合以上所有的要求。
"如果使用其他類型的傳感器或一維測量原理，這將是一項(xiàng)更加復(fù)雜和棘手的任務(wù)。為了達(dá)到同樣的效果，就需要大量的傳感器來實(shí)現(xiàn)，也意味著需要更多的安裝和裝配工作，" Busch 說。R2100 的智能設(shè)計(jì)在應(yīng)用中還可以節(jié)省空間。它可以通過 CANopen 接口輕松地集成到自動化解決方案中。
保障測量準(zhǔn)確性
工作平臺外側(cè)共安裝了 5 個 R2100 傳感器，用于監(jiān)測平臺前方、下方和兩側(cè)的區(qū)域。
這樣可以將裝配吊籃安全地移動到飛機(jī)上方的工作位置。機(jī)器外殼上安裝了一個橡膠防塵套。工作人員站在一個小斜坡上，借助一道門固定住自己，將其駕駛到工作站。工作平臺的其余部分在底部是開放的。當(dāng)?shù)竭_(dá)最終位置時，門才可以打開，工作人員進(jìn)入機(jī)身安裝雷達(dá)天線等設(shè)備。采用防塵套確保在工作進(jìn)行時松動的部件不會發(fā)生滾落。
定制化安全概念
為了滿足嚴(yán)格的安全法規(guī)要求，除了碰撞保護(hù)外，還需要另一項(xiàng)預(yù)防措施。承載伸縮臂和工作平臺的車輛在使用時必須保障穩(wěn)定和安全。底盤的位置取決于工作平臺的位置和伸縮臂伸展的高度和寬度。為了防止傾倒，必須對車輛進(jìn)行強(qiáng)制性的、可靠的傾角檢測，保障安全運(yùn)行。倍加福 F99 傾角傳感器，通過檢測車輛與水平位置的角度偏差提供保護(hù)。如果超過某一特定的數(shù)值，該傳感器將向安全電路發(fā)送信號。
除了用于碰撞保護(hù)的 R2100 2-D LiDAR 傳感器外，F(xiàn)99 系列傾角傳感器確保移動工作平臺始終處于可靠和穩(wěn)定的位置，并防止其傾倒。
"如今，市場上沒有一個傾角傳感器能夠單獨(dú)滿足安全性和穩(wěn)健性方面的嚴(yán)格要求，" 倍加福負(fù)責(zé)安全概念的新業(yè)務(wù)開發(fā)經(jīng)理Stefanie Arnold 解釋道。"這只有在安全概念的框架內(nèi)才能實(shí)現(xiàn)。因此，我們?yōu)樵搼?yīng)用開發(fā)了一個定制的解決方案，能夠?qū)崿F(xiàn)所需的性能安全等級 PL c ，"Arnold 補(bǔ)充道。
在機(jī)械操作人員存在風(fēng)險的情況下，具備法律效力的國際標(biāo)準(zhǔn)對技術(shù)安全防范措施提出了嚴(yán)格的要求。ISO 標(biāo)準(zhǔn) 13849 將安全等級定義為性能等級。風(fēng)險越大，所使用的技術(shù)要求的等級就越高。"目前的趨勢是，不僅在航空領(lǐng)域，在工作平臺的各種其他關(guān)鍵領(lǐng)域，都有使用安全輔助系統(tǒng)，" Arnold 強(qiáng)調(diào)說。
Stefanie Arnold, 倍加福 Vertrieb Deutschland GmbH 新業(yè)務(wù)發(fā)展經(jīng)理
我們?yōu)樵搼?yīng)用開發(fā)了一個定制的解決方案，能夠?qū)崿F(xiàn)所需的性能安全等級 PL c。
具有診斷功能的、可靠的數(shù)據(jù)流
需要一個可靠、堅(jiān)固耐用的傳感器來檢測傾斜度。F99 傾角傳感器在各方面都能滿足這一要求。它擁有一個適用于戶外的堅(jiān)固外殼，其防護(hù)等級高達(dá) IP68/69K，并被批準(zhǔn)用于公共道路交通。精巧的裝配概念和靈活的參數(shù)化選項(xiàng)可以根據(jù)各自的應(yīng)用進(jìn)行出色的個性化定制。
安全操作的第二個要求是有保障的、可靠的數(shù)據(jù)流。倍加福團(tuán)隊(duì)已經(jīng)能夠充分利用整個公司的詳細(xì)專業(yè)知識，包括傳感器技術(shù)和通信技術(shù)。通信技術(shù)至關(guān)重要，特別是在需要診斷功能的情況下。傾角傳感器通過 CANopen 接口定期發(fā)送心跳信號。這個心跳信號被控制面板用來檢測設(shè)備是否正常運(yùn)作，即使此時并沒有關(guān)鍵值需要報告。節(jié)點(diǎn)保護(hù)功能支持主動查詢控制面板，并對已連接的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行檢查。這就確保了 PL c 所需的診斷。
作為整體安全概念的一部分，當(dāng)伸縮臂伸展時，或者當(dāng)工作平臺發(fā)生移動時，F(xiàn)99 傾角傳感器實(shí)時發(fā)出車輛安全定位信號。
合作共贏
"我們還可以為其他傳感器和應(yīng)用開發(fā)、實(shí)施和認(rèn)證這種安全概念。解決方案始終來源于同一個供應(yīng)商。" Arnold 強(qiáng)調(diào)說。Christian Koempel 認(rèn)為倍加福的專業(yè)知識是這次合作的主要優(yōu)勢："我們可以獲得大量的產(chǎn)品組合，還可以在很短的時間內(nèi)收到用于實(shí)際開發(fā)的產(chǎn)品樣品。這意味著我們能夠非常高效地實(shí)現(xiàn)可行的解決方案，獲得所有需要的支持——即使我們定制的機(jī)器中經(jīng)常出現(xiàn)需要的數(shù)量僅為一個"。
