工業(yè)機(jī)器人在飛機(jī)數(shù)字化裝配中的應(yīng)用及分析

張星宇

【摘??要】隨著我國科技技術(shù)的不斷發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人成了工業(yè)生產(chǎn)中非常重要的構(gòu)成環(huán)節(jié)，工業(yè)機(jī)器人涉及到了多個不同的領(lǐng)域?qū)W科，它屬于一種工業(yè)自動化生產(chǎn)設(shè)備，其中重點(diǎn)包含了機(jī)械系統(tǒng)、控制系統(tǒng)以及感應(yīng)系統(tǒng)等多個復(fù)雜系統(tǒng)協(xié)調(diào)組成。

【關(guān)鍵詞】工業(yè)機(jī)器人;飛機(jī);數(shù)字化裝配;應(yīng)用

前言

工業(yè)機(jī)器人是科學(xué)技術(shù)進(jìn)步和發(fā)展的代表性成果，是一種多個學(xué)科領(lǐng)域進(jìn)行綜合的產(chǎn)物，無論是電子計算機(jī)，或是通訊網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域，工業(yè)機(jī)器人都有所涉及，并且是在這些領(lǐng)域發(fā)展的基礎(chǔ)上誕生的。隨著時代和科技的進(jìn)步發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人的性能也越來越強(qiáng)，并且在更多的領(lǐng)域都進(jìn)行了應(yīng)用，整個工業(yè)機(jī)器人的產(chǎn)業(yè)也越發(fā)的成熟。

1?我國工業(yè)機(jī)器人概況

當(dāng)前我國在工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的研究層次上不斷提高，并且已經(jīng)廣泛的運(yùn)用在我國各個工業(yè)產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中。在工業(yè)生產(chǎn)過程中對工業(yè)機(jī)器人的有效應(yīng)用，大大提高了整個工業(yè)生產(chǎn)的效率和質(zhì)量，同時還實(shí)現(xiàn)了原材料和人力成本的節(jié)約，有效提高了整個產(chǎn)品生產(chǎn)的安全性和高效率，通過對工業(yè)機(jī)器人的有效應(yīng)用讓傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)，以一種比較繁瑣和高強(qiáng)度的勞動有效轉(zhuǎn)化成為更加方便高效的生產(chǎn)模式，不但提高了產(chǎn)品生產(chǎn)的精確度，同時還提高了整個工業(yè)生產(chǎn)的效率以及安全性，對降低工人的勞動強(qiáng)度以及推動整個工業(yè)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展有著重要的意義。在近幾年的發(fā)展過程中，我國各大工業(yè)產(chǎn)業(yè)對工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用程度越來越高，工業(yè)機(jī)器人在工作過程中可以長時間保持高精度和穩(wěn)定性的工作，并且這也在我國各大工廠中成了非常常見的設(shè)備類型。通過工業(yè)機(jī)器人的有效應(yīng)用，可以依照工業(yè)生產(chǎn)的具體需求，完成各種高難度的安裝、焊接、噴漆以及運(yùn)輸?shù)认嚓P(guān)工作。工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域包含了加工包裝領(lǐng)域、汽車生產(chǎn)領(lǐng)域、電子元件制造領(lǐng)域以及化工生產(chǎn)等眾多行業(yè)。當(dāng)前我國很多大型的工業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)單位已經(jīng)具備了較高的機(jī)器人研發(fā)和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，對工業(yè)機(jī)器人中一些比較關(guān)鍵的元器件可以實(shí)現(xiàn)自主生產(chǎn)，并且我國在工業(yè)機(jī)器人的制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)模上也在不斷擴(kuò)張，自身的功能越來越多。

2工業(yè)機(jī)器人發(fā)展趨勢

2.1一體化發(fā)展趨勢

一體化是當(dāng)前工業(yè)機(jī)器人的尖端技術(shù)，將各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化，節(jié)省一些不必要的步驟，來大大提升我們的生產(chǎn)效率，提升工業(yè)機(jī)器人的產(chǎn)量，并且在這個過程中能夠節(jié)省很大一部分的資源，也是對環(huán)境和資源的一種變相保護(hù)，總而言之，一體化將會是工業(yè)機(jī)器人未來的主要發(fā)展趨勢。

2.2精細(xì)化發(fā)展趨勢

工業(yè)機(jī)器人技術(shù)是一種新型的技術(shù)形式，也將會是未來主要的生產(chǎn)方式之一，能夠完成許多人類完成不了的工作，我們在進(jìn)行工業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)的過程中，數(shù)字化和自動化的操作模式必不可少，工業(yè)機(jī)器人技術(shù)正在朝著精細(xì)化發(fā)展。

1.3多領(lǐng)域發(fā)展趨勢

工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)并不是針對某一行業(yè)或者是某一領(lǐng)域來進(jìn)行的，隨著工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的不斷進(jìn)步，生產(chǎn)效率也會逐步的提升，工業(yè)機(jī)器人將會在社會的多個領(lǐng)域進(jìn)行應(yīng)用，除了基礎(chǔ)的工業(yè)制造之外，還會在醫(yī)藥以及交通等多個領(lǐng)域進(jìn)行應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)多領(lǐng)域的發(fā)展趨勢。

3機(jī)器人技術(shù)在飛機(jī)裝配中的應(yīng)用

3.1?快速逆向測量技術(shù)

客觀來講，大部分工業(yè)機(jī)器人操作時，想要對機(jī)器人運(yùn)動軌跡與路徑進(jìn)行計算，需要在目標(biāo)產(chǎn)品幾何外形數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上來進(jìn)行。然而，在航空維修過程中，許多上游企業(yè)會對技術(shù)進(jìn)行封鎖處理，礙于此方面的影響，不僅會導(dǎo)致目標(biāo)產(chǎn)品原始圖紙和數(shù)字化幾何模型的缺失，而且獲取幾何外形數(shù)據(jù)信息時，也只能借助專業(yè)逆向測量設(shè)備對外形進(jìn)行逆向測繪來獲得。因此，如何以快速逆向數(shù)據(jù)處理和專業(yè)編輯技術(shù)的整合為載體實(shí)現(xiàn)對合格三維數(shù)模的獲取是當(dāng)下較為關(guān)鍵的技術(shù)。

3.2?機(jī)器視覺技術(shù)

機(jī)器視覺技術(shù)是指將機(jī)器人技術(shù)與照相測量技術(shù)整合起來的一種技術(shù)形式。通過上文闡述可知，航空裝配過程中存在大量的目視檢查工作，這也決定了其對于機(jī)器視覺技術(shù)需求的迫切性。從理論角度來講，所有依靠目視方式來檢查的內(nèi)容，均能借助機(jī)器視覺技術(shù)來替代，且無論是質(zhì)量還是效率方面都要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于目視模式。尤其對于效率方面來講，其較以往傳統(tǒng)目視方式提升是多倍的。就這一過程中涉及到的圖像處理和后續(xù)軟件開發(fā)定制而言，是構(gòu)成該項(xiàng)技術(shù)的核心與關(guān)鍵，對此，也要將此作為需要突破的核心。

3.3?離線編程與仿真技術(shù)

機(jī)器人執(zhí)行命令主要是靠程序來控制的，對傳統(tǒng)示教編程進(jìn)行審視可以得知，精讀不高、效率低下是其最為突出的特征，同時，在完成與目標(biāo)產(chǎn)品幾何模型數(shù)據(jù)對接任務(wù)時也存在較大難度，這都是阻礙飛機(jī)裝配過程中應(yīng)用此項(xiàng)技術(shù)的重要阻礙。對此，要確保機(jī)器人始終處于精確性和柔性化控制當(dāng)中，確保其與各種限制條件的契合性并順利應(yīng)用，規(guī)避有可能發(fā)生的碰撞與干涉，著重促進(jìn)編程效率的提升，因此，深入研究和應(yīng)用機(jī)器人離線編程系統(tǒng)尤為迫切。

3.4?高精度測量定位技術(shù)

整機(jī)噴漆是飛機(jī)裝配中的特殊過程，其工作范圍也遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于主流工業(yè)機(jī)器人的工作半徑，具有作業(yè)區(qū)域大等特征。同時，其對于精讀要求也較高，這是現(xiàn)有工業(yè)機(jī)器人不能達(dá)到的。鑒于此，就要借助高精度測量裝置的輔助作用，實(shí)現(xiàn)對機(jī)器人末端執(zhí)行器的有效引導(dǎo)，以此促進(jìn)運(yùn)動軌跡伺服控制的實(shí)現(xiàn)。從現(xiàn)階段來講，除了可以對傳統(tǒng)激光跟蹤儀予以運(yùn)用外，還可以將室內(nèi)?GPS?進(jìn)行充分的應(yīng)用，尤其對于大尺寸測量來講，其適用性更強(qiáng)，一方面能夠以整體作業(yè)空間為范圍建立測量場，另一方面還能在滿足現(xiàn)場需求的基礎(chǔ)上，使機(jī)器人數(shù)量有所增長的同時減少其額外測量費(fèi)用，相應(yīng)的在固定工裝投入的費(fèi)用也能得到有效的控制。

結(jié)束語

縱觀工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展歷史，我們國家雖然起步較慢，但是擁有者技術(shù)和政策上的支持，所以還保持著樂觀的態(tài)度，減速機(jī)、伺服驅(qū)動器和控制系統(tǒng)將是工業(yè)機(jī)器人未來發(fā)展的主要方向，我們應(yīng)當(dāng)針對現(xiàn)有的不足，進(jìn)行深入研究，最終推動工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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[2]趙學(xué)安.機(jī)器人鏜孔技術(shù)在飛機(jī)上的運(yùn)用與研究[D].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2016.

（作者單位：中航飛機(jī)股份有限公司）