阿麗安 6：精準度快速

2024 年 7 月 9 日，時候到了：新的 Ariane 6 火箭從法屬圭亞那的「太空港」庫魯成功發射，並完成了將眾多衛星放在軌道上作研究目的的的任務。阿里安集團代表歐洲太空機構（ESA）開發了 62 米長的重載發射機 Ariane 6。這確保了歐洲獨立進入太空。

在第一次發射後，下一輛阿里安娜發射車於 2025 年 3 月進入太空。為此，它需要來自氫氣和氧氣超過 140 噸的燃料。四個燃油箱的底部和頂部由所謂的圓頂部分由專為此目的製造的鋁合金製成的所謂圓頂部分組成。這些圓頂形組件是火箭中應力最嚴重的部分之一，由幾個焊接板組成。為了讓元件在短時間飛向太空時承受高負載，它們必須在焊接前具有尺寸準確，並且沒有裂縫和殘留應力。這是通過所謂的「毛孔成型」或「拋光」來實現的。在這種成型過程中，一個零件 — 類似於經典鍛造 — 通過使用不同尺寸的鋼球進行密集轟炸而成形。

MT Aerospace 專案經理 Alexander Hoschka 解釋說：「用壓縮空氣將球精準且精確定的數量投射到組件上。該技術是控制工件沿著工件的流量，加工壓力，球速度和噴嘴引導等所有工藝參數。由於成型進行更具有針對性的爆破，因此機器人必須在 0.1 秒內將噴槍從工件表面遠離並回到工件表面。」專利的計量系統可調節球的流量。它專為最高 30 公斤/分鐘的流量設計，並且可加工 5 個不同直徑 10 毫米的不同球徑，無需更換。立即從過程中移除破碎的球或可能是螺絲等異物是很重要的，因為否則它們可能會對火箭部分造成無法修復的損壞。

這種特殊工藝是由 MT 航空研發的。由金屬和複合材料製成的輕量結構技術領導者在巴伐利亞奧格斯堡生產圓頂部分。Hoschka 表示：「該系統在世界各地是獨一無二的。「我們特別邀請了各種合作夥伴進行這項任務。」爆炸過程技術公司 Sentenso 被委託製造一台測試機以開發磨削過程。數據專家 Nebumind 利用獲得的見解來實施複雜的算法，用於自動生成微調程序並監控過程。同時，機器製造商 Freymatic 與 MT 航空航天和 TBM 自動化密切合作，開發並建造包括零件處理包括零件處理的噴射系統。

自動化公司 TBM Automation 負責系統的核心，即球的嚴苛的計量過程。董事總經理 Silvester Tribus 解釋：「我們必須確保系統始終以正確的速度在噴嘴中以正確的速度提供適當的球量。此外，球會重複使用，並且必須相應地自動對其進行排序。」為了將這些和許多其他功能，例如複雜的運輸系統，保護機制，去除瑕疵球以及兩個機器人到系統中，這家來自萊茵河谷的公司使用了各種西門子元件。四個帶有各種周邊設備的 Simatic 控制器在系統中工作。Siwarex 測量和稱重系統精準監控球數量。此外，16 個 G120 磁碟機、多個人機介面、RFID 系統和一個不間斷的 Sitop 電源可確保運作順暢。

控制器和機器人通過 OPC-UA 連接將其數據傳遞到邊緣計算機。這使系統的所有流程數據可用於 AI 支持的評估和程序修正。TBM 專家在 TIA Portal 中完全實現了自動化。「這個平台可讓自動化系統進行舒適的編程、配置和監控。它是我們日常工作中不可或缺的。我們有四個經過認證的 TIA 程序員為我們工作，」TBM 硬件項目經理 Hubert Mathis 表示。自 2012 年以來，TBM Automation 一直是西門子解決方案合作夥伴之一，他們在使用西門子技術和產品方面擁有豐富的專業知識和經驗。

組件在製造後進行徹底檢查。為了能夠隨時無縫地證明其質量，每個圓頂部分的數字雙胞胎都存儲在 Nebumind 開發的數據庫中。它包含機器中安裝的無數感測器的測量數據，並提供有關機器人所有軸位置的信息。如果在外部品質控制期間發生不一致，則可以準確追蹤所有流程。大量數據也應該為未來產品類型的開發提供有價值的信息。

很快，下一個 Ariane 6 火箭將離開地球並在太空中執行其服務。還有更多太空任務將接下來。Hoschka 表示，目前 MT Aerospace 的機構和商業客戶對火箭發射系統的需求非常高。「我們對於所有參與者的創新友好合作而成功的項目感到自豪。」