航太零組件必須符合極為嚴苛的產業標準。渦輪葉片、結構件等精密鑄造零件，在核准使用前，連微小的瑕疵都必須被檢出。
為了讓這項要求高、又耗時的人工作業走向自動化，德國材料與製程研發機構 Access e.V. 打造了一套機器人系統，用來記錄螢光滲透檢測（FPI）的結果。
這套系統由政府公費補助的 GATE 與 FAST 計畫共同開發，整合了 Rainbow Robotics RB5-850 協作型機器人、自動影像擷取、AI 輔助影像分析，以及 RoboDK。
Access e.V. 將它作為技術展示機台，於 2026 年柏林 ILA 航空展中公開亮相，說明機器人、離線程式設計與模擬軟體如何提升航太品質檢測的速度、彈性與人因工程。
挑戰：在狹小工作站中處理複雜零件
螢光滲透檢測的流程是：先在零件表面塗上滲透劑，再以顯像劑把殘留在缺陷裡的滲透劑吸附出來，接著在紫外線下從多個角度觀察零件，找出並記錄可能的瑕疵。
要把「記錄」這一步自動化並不容易。精密鑄造件的外型往往複雜、有機且不對稱，每換一種零件，就需要設計一套不同的動作順序，才能讓所有相關表面都清楚呈現在檢測相機前。
Access e.V. 的做法，是把 RB5-850 協作型機器人放進一個緊湊、暗室式的檢測工作站。機器人夾住零件，在固定不動的相機前依序轉動到各個姿態，並從每一個所需角度拍下高解析度紫外線影像。
狹小的工作空間帶來持續的碰撞風險：計算軌跡時，必須同時考量機器人手臂、被夾持的零件、相機與整個工作站的設備。若全程直接在實體機器人上編程與測試，要花上好幾個小時，還可能讓設備與昂貴的航太零件承擔風險。
「手動編寫機器人程式需要好幾個小時，操作人員得調整座標、確認相機對焦、再重新調整位置，來回反覆。有了 RoboDK，我們可以在套用到實體機器人之前，先在虛擬環境中即時檢查並調整位置。」——Access e.V. 專案工程師 David Geibel
RoboDK 為 Access e.V. 團隊提供完整的模擬與離線程式設計環境。圖片來源：Access e.V.
遠端編程與虛擬驗證：RoboDK 的角色
Access e.V. 以 RoboDK 作為這個機器人工作站的核心離線程式設計與模擬平台。
團隊會匯入每個零件的 CAD 資料，建立機器人、零件與檢測環境的虛擬模型，再由 RoboDK 自動計算出必要的搬運軌跡，讓零件從各個需要的視角呈現在相機前。
「對我們來說最大的優勢，是可以遠端為機器人編程，」Geibel 表示。「每次想更改或調整機器人位置時，我們都不必親自進到機台內部。」
如此一來，就不需要在檢測工作站裡逐一手動編寫每個動作。程式傳送到 RB5-850 之前，整個影像擷取週期都可以先在 RoboDK 中模擬並檢查。
RoboDK 也會計算動作，從一開始就排除機器人手臂、鑄件與周邊設備之間發生碰撞的可能。
「有了 RoboDK，我們可以在虛擬環境中完整驗證搬運軌跡與避碰，」Geibel 說。「這讓我們能確保系統在機器人實際動作之前，就已經運作順暢。」
RoboDK 能對複雜的工作站進行高擬真模擬。圖片來源：Access e.V.
虛擬測試也降低了程式錯誤所造成的後果。
「還有一點，如果在 RoboDK 裡發生碰撞，我們只要重設程式就好，不必擔心損壞實際零件或機器人，」Geibel 解釋。
文件記錄時間縮短約三分之一
自動化影像擷取帶來相當可觀的時間節省。檢測人員不必再親手反覆調整零件位置、逐一檢視，取而代之的是由機器人依照可重複的相機位置順序依序運行。
「自動影像擷取在時間上的效益非常明顯，」Geibel 說。「讓機器人依受控方式循環經過各個位置，視零件複雜度與所需影像數量而定，我們大約可以節省三分之一的時間。」
離線程式設計也讓 Access e.V. 能在 FPI 工作站持續拍攝的同時，預先準備下一批零件的程式。
「第二個重大好處同樣是節省時間，因為我們可以在機台運轉的同時，平行為下一批零件編程，」Geibel 表示。
因此，新零件的程式可以直接在電腦上產生、模擬與驗證，不必在實體系統上反覆試誤，檢測工作也不會中斷，免去了以往在機器人上直接開發新應用所帶來的停機時間。
透過從零件資料自動產生軌跡，Access e.V. 能以破紀錄的速度導入新零件，同時維持 100% 的碰撞安全；虛擬驗證也保護了機器人、相機設備與價值不菲的鑄件，避免在狹小工作站內發生代價高昂的碰撞。
改善人員檢測的工作條件
傳統上，檢測人員必須長時間待在完全黑暗的房間裡，檢視螢光指示。這項工作不僅重複、不符人體工學，黑暗的環境也限制了作業人員能有效工作的時間。
在 Access e.V. 的工作站中，零件操作與影像擷取都由機器人在暗室環境內完成，擷取到的高解析度紫外線影像則傳送到一般、明亮的工作站。接著由 AI 系統完成第一階段的影像分析，標出可能的缺陷供後續複查，再由檢測人員檢視 AI 的初步判讀並確認影像，不必再待在黑暗的檢測環境中。
「對我們來說，主要的好處是作業人員可以在明亮的環境中工作，而不是待在黑暗的檢測室裡，」Geibel 說。「這讓作業人員每天的有效工作時間大約增加四小時。」
這套系統並沒有把檢測人員排除在流程之外，而是將重複性的零件搬運與影像擷取交給機器人，讓檢測人員能專心審查結果、做出有依據的品質判斷。
RoboDK 讓工作站的開發與建置更快，並確保機器人搬運複雜幾何零件時不會發生碰撞。圖片來源：Access e.V.
從研究計畫到公開展示
Access e.V. 於 2026 年 6 月在柏林 ILA 航空展上發表了這套完成的原型機。展期間，由 RoboDK 編程的 RB5-850 機器人將零件操作得毫無瑕疵。
這次展示讓航太專業人士看到，自動軌跡生成、機器人影像擷取與 AI 輔助分析，如何結合成一套具彈性的品質管控系統。
這個專案也證明，RoboDK 能夠銜接零件 CAD 資料與可靠的實體檢測：它會自動計算機器人軌跡、在虛擬環境中驗證動作，並在實際部署前就預防碰撞。這讓 Access e.V. 得以在自動化一項困難檢測任務的同時，提升彈性、生產力與工作條件。
Access e.V. 接下來打算把這項技術推向研究展示以外的應用。
「自動化 FPI 的下一步，將是在工業合作夥伴端進行驗證，」Geibel 表示。
這套自動化 FPI 系統是在 GATE 與 FAST 研究計畫中開發，計畫經費由德國聯邦經濟事務與能源部，依德國聯邦議會的決議提供。
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