Zimmer Group HF145-001 系列风冷主轴功率为6 kW，最高转速为24,000 rpm。照片由 Helios 提供

对于飞机改装，Zimmer Group（德国齐尔默集团） 提供了一个风冷主轴，包括 EtherCAT 操作员终端和变频器。照片由新科工程提供

COVID-19大流行病的发生对航空业的打击特别大。数以千计的航班被取消。在某些情况下，整个机队被停放和停产。即使现在，美国的航空客运量仍未恢复。例如，2022年10月13日，有2,396,663人通过TSA机场检查站。这比2020年10月13日的乘客数量增加了一倍多，但与2019年10月13日相比，仍然下降了7%以上。

大流行病缩减的不仅仅是客运量。空运，包括航空邮件，也受到了不利影响。这是因为客机运输的货物约占世界空运量的50%。事实证明，每一片云彩都有一线希望，货运航空公司非常乐意填补这一空白。在过去的两年里，许多航空公司的销售额创下了新高。

在航空货运热潮和网络商务增长的推动下，将闲置客机改装成货机的需求正在增加，这一过程被称为P2F。基于目前的市场，分析家们预计对P2F改装的需求将不断增长，这一趋势将使飞机制造商、维修公司、航空公司和租赁公司受益。

P2F转换在技术上很复杂。它需要高素质的技术人员和大量的零件，这些零件的加工必须协调，以确保及时完成。仅仅在几年前，P2F流程中的许多步骤都是手动进行的。然而，今天，这些过程正越来越多地被自动化。

加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的过程。它涉及到钻成千上万的孔。为了完成这项任务，总部位于新加坡的ST Engineering Aerospace Ltd.--一家飞机改装专家--依靠一个机器人单元。ST工程公司与同样位于新加坡的Helios应用系统公司合作，设计和建造该单元。

在ST工程公司位于帕亚利巴尔附近的工厂里，机器人单元在波音767-300ER飞机的地板网格上钻了几十个孔，以便按照波音的标准将其改装成货机。为了做到这一点，该单元沿着地板结构移动，使机器人能够按照预定的计划钻孔。该单元位于一个机库中，与改装后的飞机相邻，非常方便。该单元包括一个带有液压升降机的移动平台，一个有效载荷为180公斤的六轴机器人，一个带有Helios公司开发的特殊图像处理系统的臂端工具，一个功率为6千瓦的电主轴，以及一个用于自动换刀的空心柄锥体夹具。

除了同心度和高速等参数外，选择合适的主轴最重要的前提条件是可以通过换刀装置轻松地将其与现有的机器人相匹配。Helios在德国莱茵瑙的自动化专家Zimmer集团找到了它要找的东西。

Zimmer在全球有13个分支机构，其中三个在亚洲。Zimmer向Helios提供了HF145-001系列风冷主轴，该主轴的额定功率为6千瓦，最高转速为24,000转/分。该主轴配备了EtherCAT操作终端、电缆和变频器。该主轴特别适用于具有集成安全技术的精确定位任务。它在低速或高速运行时都能很好地工作。变频器提供了最佳的功率输出，与主轴完美协调。

为了在未来的应用中更加灵活，该主轴被直接安装在一个换刀器上，也是来自Zimmer。换刀器允许主轴与另一个工具或处理单元交换，因此机器人可以完成一个以上的任务。除了工具交换器外，Zimmer还提供了一个用于存放各种工具的存储站。

Zimmer为主轴提供了现场总线连接（EtherCAT），还负责该装置的参数化。Zimmer还在安装期间帮助Helios，并在运行期间提供技术支持。

"由于主轴的刚性设计和非常平稳的运行，即使在较高的速度下，钻孔效果也非常好。你必须记住，这些零件很轻，而且不是完全平坦的，所以视觉系统可以检测每个孔的位置和角度。"项目经理兼Zimmer公司业务发展和战略副总裁Sunil Raibagi说。

Helios对该电池感到满意。"我们很欣赏作为长期合作伙伴的Zimmer集团，并且绝对相信主轴的品质。Zimmer集团提供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助我们。"Helios的总经理Shyi-Herng Kan说。

虽然该机器人目前专注于钻孔平台网格，但 ST Engineering 团队正在与 Helios 合作对机器进行编程，以便它也可用于安装沉头铆钉。ST Engineering 高级副总裁兼创新和持续改进主管 Hui Fung Lee 表示：“我们相信机器人可以很好地处理 [这些类型的过程]。”

在接下来的几个月里，机器人还将被编程为执行其他功能并在其他飞机模型上工作，包括空中客车货机改装。“我们知道 P2F 过程非常复杂，整个转换过程需要很多人。”Lee 解释道：“因此，我们一直在寻找提高生产力的方法。”

Lee 说，适合自动化的任务往往是标准化和高度重复的。从明年开始，ST Engineering 计划通过与空客的合资企业 EFW 为其拥有的 A321-200P2F 改装项目实现地板格栅钻孔自动化。